Identifying sugarcane expressed sequences associated with nutrient transporters and peptide metal chelators

RESUMO

A absorçäo de nutrientes pelas plantas é um processo ativo, requerendo energia para o acúmulo de nutrientes essenciais em níveis mais elevados nos tecidos vegetais do que na soluçäo do solo, enquanto que a presença de metais tóxicos ou excesso de nutrientes requererem mecanismos para modular o acúmulo de íons. Genes que codificam transportadores de íons, isolados de plantas e de leveduras, foram usados para identificar homólogos presumíveis no banco de dados de seqüências expressas de cana-de-açúcar (SUCEST). Cinco consensos de grupos de seqüências com homologia a genes de transportadores de fosfato de alta afinidade foram identificados. O consenso de um dos grupos permitiu a prediçäo da proteína completa, com 541 amino ácidos e 81 por cento de identidade com o gene NtPT1 de Nicotiana tabacum, consistindo de 12 domínios transmembrana divididos por uma grande regiäo hidrofílica. Homólogos presumíveis a genes transportadores de micronutrientes de Arabidopsis thaliana também foram detectados em algumas bibliotecas do SUCEST. A absorçäo de ferro em gramíneas envolve a liberaçäo de um composto fito-sideróforo, ácido mugenêico (MA), que complexa com FeÝ+, sendo entäo absorvido por um transportador específico. Seqüências expressas (EST, expressed sequence tag) de cana-de-açúcar homólogas aos genes que codificam as três enzimas da via de biossíntese do ácido mugenêico (nicotianamina sintase; nicotianamina transferase; e a sintetase presumível do ácido mugenêico ids3), além de um transportador presumível de FeÝ+-fito-sideróforo foram também detectados. Sete grupos de seqüências de cana-de-açúcar foram identificados com grande homologia com os membros da família de genes ZIP (ZIP1, ZIP3, ZIP4, IRT1 e ZNT1), enquanto que quatro grupos apresentaram homologia com ZIP2 e três com ZAT. Seqüências homólogas aos membros de uma outra família de genes, Nramp, que codificam transportadores de metais de ampla espectro, foram também detectados com expressäo constitutiva. Transcritos parciais homólogos aos genes que codificam y-glutamilcisteína sintetase, glutationa sintetase e fitoquelatina sintase (responsáveis pela biossíntese da proteína quelante de metais, fitoquelatina) e todos os quatro tipos do outro principal peptídeo quelante de metais em plantas, metalotioneína (MT), foram identificados MT do tipo I sendo a mais abundante, seguido pela MT do tipo II, com padräo de expressäo similar àquele descrito para MT de Arabidopsis.