Alumínio (Al) é um dos principais fatores que afetam o desenvolvimento de plantas em solos ácidos, reduzindo substancialmente a produtividade agrícola. Na América do Sul, cerca de 66% da superfície do solo apresenta acidez, onde a alta saturação de alumínio é uma das maiores limitações à prática agrícola. Apesar do crescente número de estudos, uma compreensão completa das bases bioquímicas e moleculares da tolerância ao alumínio em plantas está longe de ser alcançada. No caso da cana-de-açúcar, não há nada publicado sobre a regulação gênica induzida durante o stress por alumínio. O objetivo deste trabalho foi identificar genes de cana-de-açúcar relacionados com as várias vias metabólicas reconhecidamente envolvidas na resposta à toxidez do alumínio em outras espécies de plantas e leveduras. Para a maioria dos genes relacionados com alumínio em outras espécies foram identificados similares em cana-de-açúcar, tais como aqueles que codificam enzimas que combatem o stress oxidativo ou a infestação por patógenos, proteínas responsáveis pela exudação de ácidos orgânicos e pela transdução de sinais. O papel desses genes na tolerância ao alumínio é revisado. Devido ao alto grau de conservação do genoma entre espécies próximas de gramíneas como milho, cevada, sorgo e cana-de-açúcar, esses genes serão uma ferramenta valiosa para a melhor compreensão e manipulação da tolerância ao alumínio nestas espécies.

Aluminum is one of the major factors that affect plant development in acid soils, causing a substantial reduction in yield in many crops. In South America, about 66% of the land surface is made up of acid soils where high aluminum saturation is one of the main limiting factors for agriculture. The biochemical and molecular basis of aluminum tolerance in plants is far from being completely understood despite a growing number of studies, and in the specific case of sugarcane there are virtually no reports on the effects of gene regulation on aluminum stress. The objective of the work presented in this paper was to prospect the sugarcane expressed sequence tag (SUCEST) data bank for sugarcane genes related to several biochemical pathways known to be involved in the responses to aluminum toxicity in other plant species and yeast. Sugarcane genes similar to most of these genes were found, including those coding for enzymes that alleviate oxidative stress or combat infection by pathogens and those which code for proteins responsible for the release of organic acids and signal transducers. The role of these genes in aluminum tolerance mechanisms is reviewed. Due to the high level of genomic conservation in related grasses such as maize, barley, sorghum and sugarcane, these genes may be valuable tools which will help us to better understand and to manipulate aluminum tolerance in these species.

Uma progênie de 100 indivíduos F1 obtidos de um cruzamento entre cana-de-açúcar (S. officinarum `LA Purple') e seu suposto progenitor (S. robustum `Mol 5829') foi analisada utilizando marcadores moleculares em dose única. Marcadores do tipo AP-PCR, RFLP e AFLP, gerando um total de 642 polimorfismos, foram mapeados em ambas espécies. O mapa genético de LA Purple foi composto de 341 marcadores, distribuídos em 74 grupos de ligação e 1.881 cM, enquanto que o mapa de ligação de Mol 5829 continha 301 marcadores ao longo de 65 grupos de ligação e 1.189 cM. A transmissão genética nessas duas espécies apresentou polissomia incompleta devido a detecção de 15% dos marcadores em dose simples ligados em fase de repulsão e 13% desses em Mol 5829. Devido a essa polissomia incompleta, os marcadores em dose múltipla não puderam ser mapeados por falta de um modelo genético para descrever tal segregação. O mapeamento de sondas de RFLP, conservadas entre espécies próximas evolutivamente, permitirá que os mapas genéticos gerados sejam utilizados como poderosas ferramentas no melhoramento e em estudos de ecologia, evolução e biologia molecular dentro das Andropogoneas.

Genetic analysis was performed in a population composed of 100 F1 individuals derived from a cross between a cultivated sugarcane (S. officinarum `LA Purple') and its proposed progenitor species (S. robustum `Mol 5829'). Various types (arbitrarily primed-PCR, RFLPs, and AFLPs) of single-dose DNA markers (SDMs) were used to construct genetic linkage maps for both species. The LA Purple map was composed of 341 SDMs, spanning 74 linkage groups and 1,881 cM, while the Mol 5829 map contained 301 SDMs, spanning 65 linkage groups and 1,189 cM. Transmission genetics in these two species showed incomplete polysomy based on the detection of 15% of SDMs linked in repulsion in LA Purple and 13% of these in Mol 5829. Because of this incomplete polysomy, multiple-dose markers could not be mapped for lack of a genetic model for their segregation. Due to inclusion of RFLP anchor probes, conserved in related species, the resulting maps will serve as useful tools for breeding, ecology, evolution, and molecular biology studies within the Andropogoneae.