A OBTENÇÃO DE UM OGM DE MILHO TOLERANTE AO ESTRESSE HÍDRICO

INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO

PROJETO PARA OBTENÇÃO DE UM OGM DE MILHO TOLERANTE AO ESTRESSE HÍDRICO

2017

INTRODUÇÃO

        Entende-se por organismo geneticamente modificado (OGM) todo o organismo cujo seu material genético foi manipulado de modo a favorecer alguma característica de interesse, como altura de planta, cor da flor, plantas mais resistentes a pragas, espécies com maturação mais lenta e até mesmo a produção de hormônios a partir de bactérias.        

        Os OGMs possuem alteração em trechos do genoma realizadas através da tecnologia do RNA/DNA recombinante ou engenharia genética. Ao desenvolver um OGM, é possível realizar mudanças no material genético desse organismo que nunca aconteceriam naturalmente. Pela recombinação genética, é possível utilizar material genético da mesma espécie e até mesmo de espécies diferentes. Quando a combinação de material genético ocorre entre espécies distintas, temos os organismos transgênicos.        

        As alterações feitas no interior dos seres vivos são, em sua maior escala, realizadas em plantas que servem de alimento para os seres humanos. Por exemplo, soja, milho, batata etc. Os códigos genéticos dos organismos modificados, muitas vezes, são resistentes a doenças causadas por insetos ou vírus, e também são resistentes a herbicidas.

        Organismo geneticamente modificado (OGM), segundo o art. 3º, inciso V, da Lei Federal brasileira nº 11.105, de 24 de março de 2005, os organismos geneticamente modificados são manipulados de modo a favorecer e desenvolver características de interesse do homem, sofrendo alterações no genoma realizadas através da tecnologia do DNA recombinante. Estas técnicas, referentes à biotecnologia, vêm apresentando um desenvolvimento rápido, o que tem contribuído para o surgimento de novos produtos, antes considerados quase impossível. Os avanços obtidos no campo da biotecnologia são significativos, incluindo em outras áreas como, na área médica, plantas modificadas através da bioengenharia e a aplicação da biologia molecular.

        Apesar de preservarem os alimentos, os métodos de modificação genética ainda não são totalmente aprovados pela comunidade científica. A modificação genética dos organismos pode ser feita por meio de fecundação in vitro, conjugação, transdução, transformação e indução poliploide. No Brasil, a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio), do Ministério da Agricultura, é responsável por emitir autorizações e registros para organismos geneticamente modificados.        

        

1. OBJETIVO

        O trabalho teve por objetivo fazer um planejamento genético para a obtenção de um Organismo Geneticamente Modificado (OGM) de milho tolerante ao estresse abiótico utilizando uma agrobactéria a fim de aumentar a produtividade quando submetida ao estresse abiótico.

1. DESENVOLVIMENTO

1. OBJETIVO DO OGM E CONTEXTUALIZAÇÃO

        O milho MON 87460 foi desenvolvido com o objetivo de reduzir perdas em produtividade em condições de redução hídrica quando comparado ao milho convencional. O milho MON 87460 foi desenvolvido através de transformação mediada por Agrobacterium tumefaciens de embriões imaturos de milho LH59 com o vetor binário de dupla fronteira PV-ZMAP595.

O vetor de transformação da Agrobacterium tumefaciens PV-ZMAP595 contém a sequência beira T-DNA esquerda e direita na qual facilita a transformação, essa sequência possui dois cassetes de expressão o cspB e nptII.

O primeiro cassete de expressão cspB, expressa a proteína de choque frio B, que tem função de manter as células em funcionamento normais sob condições de estresse hídrico preservando a estabilidade e tradução de RNA, já o segundo expressa a proteína neomicina Fosfotransferase II (NPTII), é um marcador de seleção que permite que as plantas transformadas metabolizem antibióticos de neomicina e kanamicina durante a seleção.

• Tolerância ao estresse abiótico:

• Frio/calor;
• Seca.

• Uso comum:

• Comida;
• Alimentação e;
• Biocombustível.

1. CONSTRUÇÃO DO CASSETE DE EXPRESSÃO MON87460 (MON-8746Ø-4)  

O vetor de transformação de Agrobacterium tumefaciens desarmado PV-ZMAP595 contém sequências de beira T-DNA (DNA transferido) esquerda e direita o que facilita a transformação. O limite esquerdo (LB) e a borda direita (RB) do plasmídeo indutor de tumor são os sinais que flanqueiam o T-DNA, que é introduzido no genoma da planta após ser infectado pela bactéria do solo Agrobacterium tumefaciens. Para a produção do milho MON 87460 foi utilizado o processo padrão de biotecnologia moderna substituindo os genes virulentos que ocorre naturalmente na Agrobacterium tumefaciens por um cassete de DNA com gene de interesse cspB e nptII.

Os elementos genéticos de PV-ZMAP595 destinados à inserção no genoma de milho compreendido entre as bordas do T-DNA são, promotor (P-Ract1) que é organismo doado pela Oryza sativa (arroz), que tem uma sequência longa de 0,93kb. Um íntron I-Ract1 também organismo doado pela Oryza sativa este íntron é uma região do gene não traduzida que é removido pelo RNAm, uma sequência de codificação cspB (gene de proteína de choque frio) que é um dos genes de interesse, doado pelo organismo Bacillus subtilis que tem função de proteger as células dos danos causados pela formação de cristais de gelo durante o congelamento, possui também uma sequência de poliadenilação do gene terminador transcript 7 (T-tr7). Todos esses elementos juntos formam o cassete de expressão cspB que é seguida pelo cassete de expressão nptII. O último é cercado por dois sítios de recombinação (LoxP), e constitui um promotor CaMV 35S (P-35S-CaMV) que foi isolado do vírus do mosaico da couve-flor. Esse promotor é bastante utilizado na transformação da planta. A sequência de codificação nptII (gene de proteína Neomicina fosfotransferase II), que é outro gene de interesse implantado no genoma da planta, que é um organismo doado pela Escherichia coli – (ECOLX), esse gene nptII codifica uma enzima que fosforila a canamicina a qual confere resistência a este tipo de antibiótico, além disso possui uma sequência de poliadenilação do gene Nopaline synthase do gene terminador (T-nos). E a sequência do bacteriófago P1 para o local de recombinação reconhecido pela recombinase Cre (loxP).