A cana-energia é uma cultura de grande valor econômico utilizada como matéria prima na produção de etanol e bioeletricidade. Devido sua alta produção de biomassa é considerada uma alternativa renovável para substituir os combustíveis fósseis. O melhoramento genético convencional tem sido a base para obtenção de novas variedades, e mais recentemente, técnicas biotecnológicas e de engenharia genética têm contribuído com a introdução de novas características em variedades selecionadas. Entretanto, são relatadas dificuldades em se produzir plantas transgênicas estáveis tanto pela complexidade do genoma por ser poliplóide como também pela tecnologia de transformação genética ser dependente da etapa de cultura de tecidos para regeneração de plantas. Estudos demonstraram que calos embriogênicos apresentam alta atividade de elementos de transposição com alto potencial de variação somaclonal. Desde que a regeneração de plantas in vitro é uma etapa essencial no processo de transformação genética, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de obtenção de cana-energia transformada geneticamente com o transgene DDM1 que apresenta a função putativa de silenciar atividade de elementos de transposição. No total, seis variedades de cana-energia (Vx12-1003, Vx12-1744, Vx12-1191, Vx12-0277, Vx12-1658 e Vx12-1022) foram escolhidas para testar a capacidade de formação de calos embriogênicos e regeneração de plantas. As variedades Vx12-1003, Vx12-1744, Vx12-1191 e Vx12-0277 apresentaram eficiência de regeneração de plantas entre 63% a 90%. Experimentos de transformação genética pelo método de biolística com o gene DDM1 resultou em três eventos para a variedade Vx12-1003 e quatro eventos para a variedade Vx12-0277. Também foram confirmados 22 eventos de transformação via Agrobacterium utilizando a variedade Vx12-1744 com o gene AtBI-1. Este gene já foi demonstrado conferir tolerância ao déficit hídrico em cana-de-açúcar e assim foi escolhido para transformar cana-energia. Análise de expressão do gene DDM1 e do retrotransposon TE010 por RT-qPCR nas fases de formação dos calos embriogênicos até plantas nos eventos transgênicos da variedade Vx12-0277 demonstrou expressão significativa do gene DDM1 na fase inicial de formação de calos. Para confirmar se o gene DDM1 teria influência na redução da atividade do retrotransposon TE010, foi avaliado sua taxa de metilação por sequenciamento do DNA tratado com bissulfito. Os resultados mostraram que os eventos transgênicos apresentaram maior nível de metilação. Assim, este estudo demonstrou que cana energia é capaz de produzir plantas transgênicas e o gene DDM1 reduziu o nível de expressão do elemento de transposição TE010, com potencial de aumentar a estabilidade de transgene no genoma.

Energy cane is a crop of great economic value used as a raw material in the production of ethanol and bioelectricity. Due to its high biomass production, it is considered a renewable alternative to replace fossil fuels. Breeding by conventional method has been the basis for obtaining new varieties, and more recently, biotechnological and genetic engineering techniques have contributed to the introduction of new characteristics in selected varieties. However, it is reported that there are difficulties to produce stable transgenic sugarcane plants due the complexity of the genome in being polyploid and also because the genetic transformation technology is dependent on the tissue culture stage for plant regeneration. Studies have shown that embryogenic callus have a high activity of transposition elements with a high potential to produce somaclonal variation. Since in vitro plant regeneration has been an essential step in the process of genetic transformation, this work had the objective to evaluate the potential to obtain genetic transformation of energy cane with the DDM1 transgene that has the putative function of silencing the activity of transposing elements. In total, six varieties of energy cane (Vx12-1003, Vx12-1744, Vx12-1191, Vx12-0277, Vx12-1658 and Vx12-1022) were chosen to test the ability to form embryogenic callus and plant regeneration. The varieties, Vx12-1003, Vx12-1744, Vx12-1191, Vx12-0277 showed high efficiency of plant regeneration between 63% to 90%. Experiments of genetic transformation by biolistics method with the DDM1 gene resulted in three events for the Vx12-1003 variety and four events for the Vx12-0277 variety. Also, we confirmed 22 transformation events via Agrobacterium using the Vx12-1744 variety with the AtBI-1 gene. This gene was alreadyshown to confer tolerance to water deficit in sugarcane, due to this, it was chosen to transform energy cane. The expression analysis of the DDM1 gene and the retrotransposon TE010 on the stages of embryogenic callus formation until plants in the transgenic events of Vx12-0277 variety showed significant expression of the DDM1 gene in the initial stage of callus formation. In order to confirm whether the DDM1 gene would influence the reduction of retrotransposon TE010 activity, methylation rate was evaluated by DNA sequencing with bisulfite. The results showed that transgenic plants presented higher level of methylation. Thus, this study demonstrated that energy cane capable to produce transgenic plants and DDM1 gene reduced the expression level of the transposing element TE010, with potential to increase the estability of transgenes in the genome.