Survey of glycine-rich proteins (GRPs) in the Eucalyptus expressed sequence tag database (ForEST)

The occurrence of quasi-repetitive glycine-rich peptides has been reported in different organisms. Glycine-rich regions are proposed to be involved in protein-protein interactions in some mammalian protein families. In plants, a set of glycine-rich proteins (GRPs) was characterized several years ago, and since then a wealth of new GRPs have been identified. GRPs may have very diverse sub-cellular localization and functions. The only common feature among all different GRPs is the presence of glycine-rich repeat domains. The expression of genes encoding GRPs is developmentally regulated, and also induced, in several plant genera, by physical, chemical and biological factors. In addition to the highly modulated expression, several GRPs also show tissue-specific localization. GRPs specifically expressed in xylem, phloem, epidermis, anther tapetum and roots have been described. In this paper, the structural and functional features of these proteins in Eucalyptus are summarized. Since this is the first description of GRPs in this species, particular emphasis has been given to the expression pattern of these genes by analyzing their abundance and prevalence in the different cDNA-libraries of the Eucalyptus Genome Sequencing Project Consortium (ForEST). The comparison of GRPs from Eucalyptus and other species is also discussed

AtchitIV gene expression is stimulated under abiotic stresses and is spatially and temporally regulated during embryo development

The expression of AtchitIV gene was analysed in Arabidopsis plants submitted to abiotic stresses. Transcript accumulation was detected in leaves in response to UV light exposure, exogenous salicylic acid administration and wounding. Transgenic Arabidopsis plants carrying AtchitIV promoter::gus fusion also showed differential expression of the reporter gene in response to these treatments. The AtchitIV expression was also analysed during Arabidopsis embryo development. GUS assay demonstrated AtchitIV promoter activation in zygotic embryos from torpedo stage up to full maturation. Promoter deletion analysis indicated that all the 5' cis-acting elements responsible for the specific tissue expression are located in a region of 1083 bp, adjacent to the start of transcription. A negative regulatory region located between portions -1083 and -600 was also observed.

Sugarcane expressed sequences tags (ESTs) encoding enzymes involved in lignin biosynthesis pathways

Ligninas säo compostos fenólicos encontrados nas paredes secundárias do sistema vascular vegetal e desempenham importantes papéis biológicos, reduzindo a permeabilidade da parede celular em relaçäo à água, estando também envolvidas em mecanismos de defesa contra patógenos. A via metabólica da lignina e as enzimas envolvidas na sua síntese vem sendo caracterizadas nos últimos anos. Uma série de genes que codificam diferentes enzimas envolvidas na biossíntese da lignina foram identificados em diferentes espécies de plantas. A biossíntese de lignina está acoplada ao metabolismo dos fenilpropanóides, apresentando enzimas compartilhadas com outros processos metabólicos tais como fenilalanina amônio liase (PAL), cinnamato 4-hidroxilase (C4H) and ácido caféico O-metiltransferase (COMT) assim como enzimas específicas como cinamoil-CoA redutase (CCR) e cinamil álcool dehidrogenase (CAD). Em certos tipos de mutantes de milho e sorgo, um aumento na digestibilidade foi associado a uma reduçäo no teor de lignina. Uma reduçäo na atividade de CAD e COMT, importantes enzimas envolvidas na biossíntese de lignina vem sendo demonstrada. Estas observações tem motivado diferentes grupos de pesquisa e alterarem o conteúdo ou a composiçäo da lignina em plantas modelo, assim como culturas de interesse econômico, através de engenharia genética. O principal objetivo prático destes projetos é uma otimizaçäo da utilizaçäo destas plantas levando a uma maior produçäo de papel e digestibilidade da raçäo animal. No presente trabalho foi realizado um inventário das seqüências de ESTs, que codificam enzimas envolvidas no metabolismo de lignina, presentes no Projeto Genoma de Cana-de-açúcar (SUCEST). A análise foi realizada com as enzimas chaves ferulato-5-hidroxilase (F5H), ácido caféico O-metiltransferase (COMT), cafeoil CoA O-metiltransferase (CCoAOMT), hidroxicinamato CoA ligase (4CL), cinamoil-CoA redutase (CCR) and cinamil álcool dehidrogenase (CAD). A análise comparativa destes genes com os descritos em outras espécies poderá servir para a identificaçäo de marcadores moleculares em programas de melhoramento genético, assim como em projetos que visem a manipulaçäo do metabolismo de lignina em cana-de-açúcar.

Classification, expression pattern and comparative analysis of sugarcane expressed sequences tags (ESTs) encoding glycine-rich proteins (GRPs)

Desde o isolamento da primeira proteína rica em glicina (GRP) em plantas, um grande número de novas GRPs vem sendo identificado. Seu padräo de expressäo altamente específico, embora variado, em conjunto com as diferentes localizações sub-celulares de alguns dos tipos de GRPs, claramente indica que estas proteínas encontram-se envolvidas em diversos processos fisiológicos independentes. Embora ainda sem uma clara definiçäo do papel de GRPs na célula vegetal, estudos realizados com estas proteínas têm resultado em novos e interessantes esclarecimentos da biologia celular e molecular de plantas. Promotores com regulaçäo complexa, assim como distintos mecanismos de regulaçäo da expressäo gênica tem sido demonstrados. Novas vias de endereçamento de proteínas tais como a exportaçäo de GRPs para diferentes tipos celulares, tem sido observados. Estes dados mostram que as GRPs podem constituir marcadores e/ou modelos interessantes para a compreensäo de distintos aspectos da biologia vegetal. Neste trabalho, características estruturais e funcionais deste tipo de proteínas em cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) foram analisadas. Uma vez que esta é a primeira descriçäo deste tipo de proteínas, em cana-de-açúcar, especial atençäo foi dada para o padräo de expressäo destes genes, analisando-se a abundância e prevalência de cada um dos genes nas diferentes bibliotecas de cDNA do projeto Sequenciamento de ESTs de cana-de-açúcar (SUCEST). A comparaçäo das GRPs de cana-de-açúcar com as GRPs descritas em outras espécies também será discutida.