A rat pancreatic ribonuclease fused to a late cotton pollen promoter severely reduces pollen viability in tobacco plants

Abstract

The effects of an animal RNase fused to the late cotton pollen-specific promoter G9 in a plant system were investigated. Expression of the chimeric genes G9-uidA and G9-RNase in tobacco plants showed that the 1.2-kb promoter fragment of the G9 gene was sufficient to maintain tissue and temporal specificity in a heterologous system. GUS (beta-glucuronidase) expression was detected only in pollen from anther stage 6 through anthesis, with maximal GUS activity in pollen from stage 10 anthers. Investigating the effects of the rat RNase on pollen viability at stage 10, we found that pollen viability was reduced from 79 to 8% and from 89 to 40%, in pollen germination and fluoresceine diacetate assays, respectively, in one G9-RNase transgenic line, suggesting a lethal effect of the RNase gene. This indicates that the rat RNase produces deleterious effects in this plant system and may be useful for engineering male sterility.<br>Foram investigados os efeitos da expressão de uma ribonuclease de origem animal em um sistema vegetal, ligando-se esta ao promotor do gene pólen-específico G9 de algodão. Examinou-se a expressão dos genes quiméricos G9-uidA e G9-RNase em plantas de tabaco e determinou-se que o fragmento de 1.2 kb do promotor do gene G9 foi suficiente para manter a especificidade temporal e espacial da expressão, em sistema heterólogo. A expressão do gene GUS foi detectada somente em pólen, do estágio 6 do desenvolvimento da antera até a antese, com atividade máxima em pólen de anteras no estágio 10. Estudos neste estágio com linhagens transgênicas contendo G9-RNase mostraram que um clone transgênico apresentava reduções na viabilidade do pólen de 79 para 8% e de 89 para 40% nos testes de germinação e coloração com diacetato de fluoresceína, respectivamente, sugerindo letalidade na expressão do gene de RNase. Estes resultados indicam que a RNase animal apresenta um efeito deletério em planta e oferece possibilidade de uso na obtenção da esterilidade masculina