Análise da expressão gênica e desenvolvimento de marcadores moleculares nos transcriptomas de Cenchrus purpureus e Urochloa humidicola

Abstract

A lignina é uma molécula que confere sustentação e resistência às plantas vasculares. Em plantas forrageiras, como Urochloa humidicola e Cenchrus purpureus, a molécula interfere negativamente na digestibilidade da fibra vegetal no rúmen de bovinos. Na produção de biocombustíveis, a lignina presente na biomassa dificulta a hidrólise enzimática; na combustão da biomassa, contribui para o aumento do poder calorífico. Dada sua importância, faz-se necessário entender o funcionamento da via metabólica associada a lignina para seleção de genótipos superiores. O objetivo deste trabalho foi identificar genes relacionados à produção de lignina em U. humidicola e C. purpureus, além do desenvolvimento de marcadores moleculares microssatélites. Neste estudo foram selecionados, para cada espécie, quatro genótipos com maior produção de lignina, e quatro genótipos de menor produção. A análise dos genes diferencialmente expressos em U. humidicola revelou 196 genes a nível de significância de p <0,05 . Em destaque, genes do citocromo P450, da enzima 4CL e da biossíntese de flavonoides. 53 genes foram diferencialmente expressos em C. purpureus, destacando-se os genes glicosiltransferase e os relacionados a biossíntese de terpenos/terpenoides. A partir de um novo agrupamento realizado, foi possível identificar os genes MYB e peroxidase, além de genes de construção da parede celular. Com a construção do heatmap, detectou-se maior expressão da família gênica COMT, seguida das famílias CCoAOMT e PTAL. A partir do transcriptoma, foi possível descobrir novos marcadores microssatélites nas duas espécies, que foram testados para amplificação em U. humidicola e C. purpureus, além de identificação de padrão de bandas únicas em cultivares desta última espécie. Um total de 42 primers amplificaram em quatro amostras testadas de U. humidicola; 47 amplificaram em quatro amostras testadas de C. purpureus, sendo seis informativos na diferenciação de 21 cultivares testadas. Os genes identificados nos transcriptomas serão importantes na identificação dos genes mais promissores para futura manipulação genética. Os marcadores microssatélites desenvolvidos serão utilizados na identificação de cultivares e em estudos de diversidade dentro das populações de melhoramento.