Molecular characterization and expression pattern of a novel cadmium resistance gene of tobacco / Caracterização e padrão de expressão molecular de um novo gene de fumo para resistência ao cádmio

Cadmium (Cd) of tobacco is a pollutant that is extremely toxic to the health of humans. Protein plant cadmium resistance 8 gene has been characterized to increase the plant Cd resistance. In present experiment, the complete mRNA sequence of tobacco protein plant cadmium resistance 8 gene was amplified using the rapid amplification of cDNA ends methods. The full-length tobacco protein plant cadmium resistance 8 gene mRNA was 887bp containing an 555 bp open reading frame, which encodes a protein of 184 amino acids. BLAST analysis revealed that tobacco protein plant cadmium resistance 8 protein shares high homology with the protein plant cadmium resistance 8 of potato (81%), Lycopersicon esculentum (80%), Eutrema salsugineum (60%), Capsella rubella (58%) and thale cress (57%). Results also showed that tobacco protein plant cadmium resistance 8 gene has a closer genetic relationship with the protein plant cadmium resistance 8 gene of Lycopersicon esculentum. The expression profile was studied and the results indicated that tobacco protein plant cadmium resistance 8 gene was highly expressed in root, moderately expressed in stem, and hardly expressed in flower and leaf. These results established the primary foundation of utilizing tobacco protein plant cadmium resistance 8 gene to decrease the cadmium content of tobacco and benefit the health of humans in the future.

Cádmio (Cd) oriundo do fumo é um poluente que é extremamente tóxico a saúde humana. Um gene encontrado na planta de fumo que codifica uma proteína para resistência (gene 8) tem sido caracterizado para aumentar a resistência do fumo na absorção do elemento Cádmio (Cd).No experimento realizado a seqüência do mRNA de fumo que codifica uma proteína foi amplificada usando métodos de amplificação de CDNAs. A proteína completa codificada pelo gene 8 apresenta um mRNA com 887 pb com uma fita de leitura de 555 pb, a qual codifica 184 aminoácidos. A análise de BLAST demonstrou uma homologia de 81 % com o gene 8 da batateira, de 80 % com o tomateiro (Lycopersicon esculentum), 60 % para Eutrema salsugineum , 58 % para Capsella rubella e 57 % para o agrião. A proteína expressada pelo gene 8 para resistência do fumo a absorção do Cádmio também apresenta um forte relacionamento genético com a proteína expressa pelo gene 8 do tomateiro (Lycopersicon esculentum). Os perfis da expressão protéica para a proteína oriunda do gene 8 do fumo foi de grande magnitude em raiz, moderadamente expressa no caule e de difícil expressão nas flores e nas folhas. Estes resultados obtidos fundamentam o uso deste gene 8 de fumo para resistência ao Cádmio com o propósito de reduzir o teor de cádmio na planta de fumo e com reflexos benéficos para a saúde humana no futuro.

Molecular characterization and expression pattern of tobacco (Nicotiana tabacum) apoplastic invertase gene / Caracterização molecular e padrão de expressão do gene da invertase do apoplasto em Nicotiana tabacum

The complete mRNA sequence of one tobacco (Nicotiana tabacum) gene- apoplastic invertase, was amplified using the rapid amplification of cDNA ends methods based on some tobacco ESTs. The full-length tobacco apoplastic invertase gene mRNA was 1,985bp containing an 1,740 bp open reading frame, which encodes a protein of 579 amino acids. Sequence analysis revealed that the apoplastic invertase of tobacco shares high homology with the apoplastic invertase of potato (82%), Lycopersicon esculentum (81%) and Lycopersicon pennellii (78%). Results also showed that tobacco apoplastic invertase gene has a closer genetic relationship with the apoplastic invertase gene of Lycopersicon esculentum. The prediction of transmembrane helices showed that tobacco apoplastic invertase might be a transmembrane protein. The expression profile was studied and the results indicated that tobacco apoplastic invertase gene was differentially expressed in detected tobacco tissues including leaf, stem, root and flower. Our experiment established the foundation for further research on this tobacco gene.

A sequência complete do mRNA em fumo (Nicotiana tabacum) do gene da invertase apoplástica que foi amplificado usando a amplificação rápida da sua terminação pelo método usando cDNA. A sequência completa do mRNA foi de 1.985bp compreendo uma ORF ("open reading frame") de 1.740 pb que codificou 579 aminoácidos. Foi demonstrado uma homologia de 82 % nas sequências obtidas com a invertase apoplástica da batateira, 81 % com o tomateiro da espécie Lycopersicon esculentum e 78 % com Lycopersicon pennellii. Os resultados demonstraram uma homologia e relacionamento genético entre as espécies estudadas.A análise das hélices das transmembranas da invertase do apoplasto demosntraram que a mesma pode ser uma proteína da transmembrana. O padrão da expressão gênica estudado indicou que a invertase apoplástica dos tecidos do fumo incluindo, folha, caule, raiz e flor foi diferente. Novas pesquisas serão realizadas deste gene do fumo bem como sua fundamentação biológica.