Identification and validation of differentially expressed genes related to drought response in Siriema Coffea arabica plants

Abstract

O Brasil é o principal produtor mundial de café, que depois do petróleo é a mercadoria mais comercializada no mundo. Em plantas de café, a floração é induzida pela chuva ou irrigação após um período de déficit hídrico, no entanto, períodos prolongados de seca podem afetar o rendimento e a qualidade dos frutos. A seca afeta plantas, prejudicando o seu crescimento e desenvolvimento. A identificação e compreensão dos mecanismos de tolerância à seca, bem como o desenvolvimento de tecnologias que permitam que as plantas tolerem longos períodos de seca são apresentados como alternativas importantes para preservar ou mesmo aumentar a produção agrícola brasileira e mundial. A técnica de SSH (Hibridização Subtrativa Supressiva) permite a obtenção de pequenas bibliotecas de cDNA enriquecidas com transcritos diferencialmente expressos presentes em uma das amostras comparadas. Esta técnica tem sido usada de forma eficiente para obter informações sobre muitos processos biológicos, tais como a identificação de genes que são induzidos sob estresse biótico e abiótico. Neste estudo, três bibliotecas subtrativas de cDNA de folhas de plantas de café Siriema sob déficit hídrico, denominadas 24RI48-24NI (24 dias 48 horas após re-irrigação - 24 dias não irrigadas), 24RI48-24RI24 (24 dias 48 horas após re-irrigadas - 24 dias 24 horas após re-irrigação) e 12NI-12I (12 dias não irrigada - 12 dias irrigada) foram preparadas, clonadas, seqüenciadas e analisadas. Proteínas hipotéticas e desconhecidas, putativas novas proteínas, e alguns genes foram identificados. Os genes encontrados têm relação com a sinalização e resposta ao estresse, e relação direta ou indireta com a recuperação de plantas re-irrigadas. Um gene de cada biblioteca foi selecionado para análise de expressão quantitativa por qRT-PCR e validação da subtração. Para uma biblioteca, o gene selecionado (INV) foi diferencialmente expresso entre as amostras, validando os resultados. Para a biblioteca 2, a expressão diferencial também foi detectada para o gene selecionado (CAB11) na análise quantitativa, validando os resultados da biblioteca. Para a biblioteca 3, os primers desenhados para análise de expressão mostraram baixa eficiência para conduzir a análise quantitativa e a validação não foi possível. Estes resultados contribuem para o estudo da tolerância à seca na progênie Siriema e podem fornecer informações para estudos e desenvolvimento de tecnologias que permitam que plantas de café tolerem períodos prolongados de seca