Scientia Agricola (Jun 2011)
ESTs analysis in maize developing kernels exposed to single and combined water and heat stresses Análise de ESTs de espigas de milho em desenvolvimento expostas a estresse simples e combinado de água e calor
Abstract
Molecular and metabolic response of plants to a combination of two abiotic stresses is unique and cannot be directly extrapolated from the response of plants to each of the stresses individually. cDNA macroarray has become a useful tool to analyze expression profiles and compare the similarities and differences of various expression patterns. A macroarray of approximately 2,500 maize (Zea mays L.) cDNAs was used for transcriptome profiling in response to single and simultaneous application of water and high temperature stress of maize developing kernels at 15 days after pollination. All stress treatments (water stress-WS, heat stress-HS and their combined application-CS) induced changes in expression of 106 transcripts with 54 up-regulated and 52 down-regulated. There were 11 up-regulated and 15 down-regulated transcripts in common for all three stresses. Although these common transcripts showed existence of a mutual mechanism in stress response, the 23 transcripts induced only in CS indicate that plants responded in a different manner when exposed to simultaneous effects of both stresses. A glimpse of functions regulated under WS, HS and CS is provided, and also the common and different responses between individual and simultaneous stresses.A resposta molecular e metabólica de plantas a uma combinação de dois estresses abióticos é singular, e não pode ser diretamente extrapolada da resposta das plantas a cada um dos estresses individualmente. O macroarranjo do cDNA, tornou-se uma ferramenta útil para analisar os perfís de expressão e comparar as similaridades e diferenças de vários padrões de expressão. Um macroarranjo de 2.500 cDNAs de milho (Zea mays L.) foi usado para traçar um perfil de transcriptoma em resposta ao stress ocasionado por uma única e simultânea aplicação de água e alta temperatura em espigas em desenvolvimento, 15 dias após a polinização. Todos os tratamentos de stress (stress de água - SA, stress de calor - SC e sua aplicação combinada - AC) induziram modificações na expressão de 106 transcritos com 54 regulados acima e 52 regulados abaixo. Houve 11 transcritos regulados acima e 15 regulados abaixo em comum para os três estresses. Embora esses transcritos em comum mostrassem a existência de um mecanismo mútuo na resposta do estresse, os 23 transcritos induzidos somente em AC indicam que as plantas respondem de maneira diferente quando expostos aos efeitos simultâneos de ambos os estresses. Vislumbram-se funções reguladas por SA, SC e AC e também efeitos comuns e diferentes entre estresses individuais e simultâneos.
Keywords
