Caracterização de microRNAs potencialmente responsivos ao fitormônio etileno em cafeeiro | Characterization of potentially micrornas responsives to ethylene phytormone in coffee plants

Coffee is the second largest commodity in Brazil, with great importance for the economy. Several cultivars have already been developed, but asynchronous flowering is still a problem in this crop. This asynchrony causes uneven maturation of the fruits, leading to losses in the quality of the final product and in profitability. It is known that a period of water deficit followed by rehydration stimulates the anthesis of buds that are able to respond to this stimulus, which means that this strategy is constantly adopted to concentrate the flowering. In some species it has been observed that water stress followed by rehydration increases ethylene levels. This finding led to the hypothesis of the involvement of ethylene in the promotion of anthesis in coffee. The application of 1-MCP (ethylene action inhibitor) promoted anthesis in coffee in field condition and increased the expression of genes involved in ethylene biosynthesis. microRNAs are involved in several stages of plant development, including flowering, and some recent studies report that they are involved in ethylene signaling pathways. In order to explore how microRNAs may be involved in the flowering process of coffee and its relation with ethylene, the objective of this work was to evaluate the effects of 1-MCP application on the expression of microRNAs potentially responsive to this hormone in coffee flower buds, as well as the characterization of possible targets for these molecules, in plants under different water conditions. miR396, miR156, miR319 and miR172 were chosen for the analysis of gene expression by stem-loop RT-PCR, target prediction and analysis of gene ontology terms. In plants under water stress, the four microRNAs were responsive to the application of 1-MCP. miR396a-5p and miR156f-3p were repressed and miR319-2-3p and miR172d-1-3p were induced. For the completely re-irrigated and constantly irrigated plants there was no difference in expression for the four microRNAs between the treatments probably because 1-MCP had the same effect as the irrigation in the anthesis of the coffee tree. The analysis of the gene ontology terms for the predicted targets for each microRNA indicates that they may be involved in the signaling pathways, including ethylene signaling.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O café é a segunda maior comódite brasileira, com grande importância para a economia. Diversas cultivares já foram desenvolvidas, no entanto o florescimento assincrônico ainda é um problema enfrentado nessa cultura. Esta assincronia acarreta na maturação desuniforme dos frutos, gerando perdas na qualidade do produto final e na lucratividade. Sabe-se que um período de déficit hídrico seguido de reidratação estimula a antese de gemas que estão aptas a responder este estímulo, o que faz com que esta estratégia seja constantemente adotada para concentração da florada. Em algumas espécies tem se observado que o estresse hídrico seguido de reidratação aumenta os níveis de etileno. Esta constatação, levou à hipótese do envolvimento do etileno na promoção da antese em cafeeiro. A aplicação do 1-MCP (inibidor da ação do etileno) promoveu a antese em cafeeiro em condição de campo e aumentou a expressão de genes envolvidos na biossíntese do etileno. Os microRNAs estão envolvidos em diversas fases de desenvolvimento da planta, incluindo o florescimento e alguns estudos recentes relatam que eles estão envolvidos nas vias de sinalização do etileno. Com o intuito de explorar o modo como os microRNAs podem estar envolvidos no processo de floração do cafeeiro e sua relação com o etileno, objetivou-se neste trabalho, avaliar os efeitos da aplicação de 1-MCP sobre a expressão de microRNAs potencialmente responsivos a este hormônio em gemas de cafeeiro, assim como a caracterização de possíveis alvos para estas moléculas, em plantas sob diferentes condições hídricas. miR396, miR156, miR319 e miR172 foram escolhidos para a análise da expressão gênica por stem-loop RT-PCR, predição de alvos e análise dos termos de ontologia gênica. Nas plantas sob estresse hídrico, os quatro microRNAs foram responsivos a aplicação de 1-MCP. miR396a-5p e miR156f-3p foram reprimidos e miR319c-2-3p e miR172d-1-3p foram induzidos. Já para as plantas completamente re-irrigadas e constantemente irrigadas não houve diferença de expressão para os quatro microRNAs entre os tratamentos provavelmente porque o 1-MCP tem o mesmo efeito que a irrigação na antese do cafeeiro. A análise dos termos de ontologia gênica para os alvos preditos para cada microRNA indica que eles podem estar envolvidos nas vias de sinalização hormonal, inclusive para o etileno.