Caracterização molecular do gene DIHIDROXIFLAVONOL-4-REDUTASE (DFR) em espécies brasileiras de Cattleya (Orchidaceae)

  • Autor
  • Elen Monick Gomes
  • Co-autores
  • Cássio van den Berg , Carlos Hernan Barrera Rojas
  • Resumo
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    Introdução: Orchidaceae é uma das maiores famílias de angiospermas com mais de 35 mil espécies conhecidas. Dentro dessa família, o gênero Cattleya contém aproximadamente 120 espécies descritas, sendo cerca de 100 delas encontradas no Brasil (Van den Berg, 2023). Uma das principais características do gênero Cattleya são as flores vistosas, as quais apresentam colorações que variam entre vermelho, roxo e azul (Govaerts et al., 2018); essa coloração deve-se principalmente às antocianinas, um tipo de pigmentos que desempenham um papel essencial na fotoproteção e/ou atração de polinizadores, além de ter significativa relevância econômica por ter aplicações na saúde, indústria e floricultura (Hughes et al., 2021; Barrera-Rojas, 2024). A biossíntese de antocianinas é regulada por uma via metabólica complexa, na qual atuam diversas enzimas-chave. Dentre elas, destaca-se a DIHIDROFLAVONOL-4-REDUTASE (DFR), responsável por uma etapa fundamental que direciona o fluxo biossintético para a produção desses compostos (Lim et al., 2016). Em Cattleya, o gene DFR ainda não foi caracterizado em nível molecular; portanto, a amplificação e sequenciamento desse gene pode contribuir para o entendimento dos mecanismos moleculares de produção de pigmentos florais. Objetivo: Caracterizar molecularmente o gene DFR em espécies brasileiras de Cattleya (Orchidaceae). Material e métodos: O material vegetal utilizado consiste em amostras de folhas e flores do gênero Cattleya, provenientes do banco de germoplasma do LAMOL/UEFS, coletadas com as devidas autorizações do ICMBio. Inicialmente, foi feita extração de DNA genômico a partir de folhas usando o método do CTAB. A integridade do DNA foi avaliada em gel de agarose a 1% com GelRed®, enquanto sua pureza e concentração foram verificadas em espectrofotômetro. O protocolo de PCR para a amplificação de DFR foi inicialmente estabelecido com as seguintes condições: pré-aquecimento a 95?°C por 5 minutos, seguido de 35 ciclos compostos por desnaturação a 95?°C por 30 segundos, anelamento a 50?°C por 30 segundos, extensão a 72?°C por 1 minuto, e uma extensão final a 72?°C por 5 minutos, usando primers desenhados com base na sequência do gene DFR de um híbrido de Cattleya, disponível no GenBank (acesso: KP171694.1). No entanto, ajustes foram necessários para otimizar a amplificação: o tempo de extensão foi prolongado para 3 minutos e, posteriormente, o número de ciclos foi ampliado para 40. Em uma etapa seguinte, o tempo de extensão foi reduzido para 2 minutos, buscando melhores resultados em diferentes amostras.As reações de PCR foram preparadas em 1x Green GoTaq Master mix (Promega) contendo 0,1 µM de cada primer, e 50 ng de DNA genômico da amostra. Os produtos de PCR foram visualizados em gel de agarose a 1% e, quando necessário, os fragmentos de interesse foram cortados com base no tamanho esperado. As amostras foram purificadas com PEG 20%, conforme McKeown e Johnson (2020) e enviados para sequenciamento Sanger. Resultados preliminares: A caracterização preliminar do gene DFR foi realizada em diferentes espécies brasileiras do gênero Cattleya,a partir de sequências obtidas a partir de DNA genômico. A análise permitiu identificar o tamanho da ORF e a presença e comprimento dos íntrons nas espécies analisadas. Em Cattleya labiata, a ORF de DFR apresenta 1050 pares de bases (bp), que codifica uma proteína de 350 aminoácidos. Foi identificado um íntron de 113 bp localizado entre os nucleotídeos 838 e 839 da ORF. Em C.  aclandiae, a ORF também apresenta um tamanho de 1050 bp. Até o momento, foi identificado um o íntron de 121 bp entre os nucleotídeos 836 e 837. Atualmente, não há a existência de dados públicos sobre a sequência de DNA genômico do gene DFR para espécies de Cattleya, mas comparações com cDNA de outras espécies indicam que os fragmentos obtidos neste estudo correspondem ao gene DFR, como esperado.  Posteriormente, uma análise complementar com cDNA poderá confirmar se os íntrons identificados nessas espécies já avaliadas são efetivamente removidos no RNA já processado. Conclusão: Os resultados preliminares obtidos sugerem a presença de íntrons no gene DFR em algumas espécies de Cattleya, como evidenciado pela amplificação de fragmentos de diferentes tamanhos. O tamanho dos possíveis íntrons nas diferentes espécies limita a amplificação dos fragmentos a partir de DNA genômico. Assim, torna-se necessário realizar a análise de sequências completas a partir de cDNA e de sua ORF para uma caracterização mais detalhada da estrutura gênica do DFR. 

  • Palavras-chave
  • Orchidaceae, Pigmentação floral, DIHIDROXIFLAVONOL-4-REDUTASE.
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