Qualidade

Transformação de Plantas Por
Quê ?
-Resistência a pragas e patógenos
-Tolerância a estresses abióticos
-Aumento do valor nutricional
-Manipulação da produtividade
-Biofábricas
-Qualidade:
Óleo, aminoácidos, teor Fe, qualidade
aminoácidos, teor de lignina, teor de açúcar,
teor de sólidos...
Transformação de Plantas e.......
Leveduras para queijos, vinho e cerveja
Kits para avaliação de poluição ambiental
Produtos de limpeza biodegradáveis
Aditivos alimentares
Animais
modelo para estudos de doenças
vacinas
Sub-clonagem do cDNA do gene de
interesse no vetor binário Gateway de
transformação de plantas
GatewayTM
Binário
Invitrogen
Subclonagem em Vetor Binário de
Transformação de Plantas
Patente n◦ PI0400246-6
Gene de interesse
BE
R2
R1
BD
V. Binário
bordas do T-DNA
Gene nptII
terminador nos
Karimi et al. (2002)
promotor nos
promotor 35S
attR1
attR2
ccdB
CmR
Terminador 35S
Gene Egfp
promotor rolD
Transformação de
Agrobacterium tumefaciens
Vetor Binário Recombinante
Linhagem (A. tumefaciens)
Desarmada
Primers específicos do
cDNA do transgene
Transformação de Tabaco
Horsch et al., 1985
Padrão de segregação gênica
Planta T2 Homozigota
Transformação de Eucalipto
A
B
D
González et al (2002)
C
E
F
Métodos de Transformação
• Físicos:
1) Eletroporação
- Transformação de bactérias, fungos, algas, suspensão celular,
protoplastos
2) Microinjeção
3) Biolística
• Biológico:
1) via Agrobacterium
Pré-Requisitos
►Tecido vegetal ou animal competente
para propagação e regeneração
►Método eficiente de introdução do DNA
►Agentes seletivos para os tecidos
transgênicos
►Método eficiente de reprodutibilidade e
independente do genótipo
►Curto prazo de cultura de tecido ou célula
Eletroporação
Protoplastos
Fusão de Protoplastos
Microinjeção
Biolística (Câmara de Vácuo)
Princípio Biolística
Obtenção de plantas transgênicas
via Agrobacterium
►Capacidade
única
dessas
bactérias de
transferir
sequências
específicas
do
seu
próprio
DNA para o
genoma
vegetal de
várias
espécies
Na Natureza
• Agrobacterium tumefaciens
• Galha da coroa
• Agrobacterium rhizogenes
• Síndrome das raízes em cabeleira
Galha da coroa
Síndrome das raízes em cabeleira
Filme Agrobacterium
Processo de Parasitismo
• Existe especificidade
Espécie vegetal
x
Linhagem de Agrobacterium
Virulência de uma linhagem de
Agrobacterium
• Plasmídio Ti
• Genes Cromossômicos
• Condições Fisiológicas da planta
• Condições de infecção
Capacidade de transferência
de genes
• Presença do plasmídio Ti no genoma
bacteriano:
►T-DNA [25pbBE......Oncogene......25pbBD]
+ genes para síntese de opinas
► Região vir
virA, virG, virE, virD, ...virH
in vitro
• Elementos essencias ao processo de
transferência:
► Região vir
► Extremidades do T-DNA (25pb)
Oncogenes
Linhagem desarmada
oncogene
Transgene de interesse
Bordas 25pb T-DNA
Região vir funcional
Vetores de transformação
• Sistema cointegrado: o T–DNA
modificado está dentro do plasmídio Ti.
• Sistema binário: o T-DNA modificado é
mantido em um plasmídio distinto do Ti.
Vetor cointegrado
Transferência do Transgene +
gene marcador
Genes marcadores
• Gene uidA: expresão da -glucuronidase (GUS)
• Gene bar: gene de resistência ao herbicida
glifosato
• Gene nptII: de resistência ao antibiótico
canamicina
• Gene gfp: expressão da “green fluorescent
protein”
Arabidopsis
Northern Blot
Tecido vegetal - Tabaco
Controle
MS5 GUS
Arabidopsis
35S GUS
Flor
GUS
GFP
Folhas de N. benthamiana
Expressão GFP em Bactérias
Expressão em mamíferos
GFP
Novas Proteínas
Água
viva
Principais Países e as Culturas Transgênicas
AS CULTURAS TRANSGÊNICAS ESTÃO CONSOLIDADAS
NO MUNDO E APRESENTAM UM RÁPIDO CRESCIMENTO
Principais Culturas Transgênicas
Milhões de Hectares
Principais Característica das Culturas Transgênicas
Milhões de Hectares
Tolerância Herbicida
Resistência Insetos
Tolerância Herbicida/Resistência Insetos
Fonte: Clive James, 2008
Resistência ao papaya ringspot virus (PRSV)
Ruud VALYASEVI, 2005
Soja Resistente a Herbicida
Soja resistente a herbicida
Resistência a Herbicida Glifosato
Arroz Transgênico
Grandes quantidades do elemento beta-caroteno,
convertido no organismo em vitamina A.
Cana resistente à Seca
Um gene de resistência à seca produziu eventos
Que sobreviveram após 55 dias sem água
CanaVialis