Navegando por Autor "Cotta, Michelle Guitton"

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Caracterização molecular e seleção de genes candidatos à resistência do clone 14 de Coffea canephora conilon a Meloidogyne paranaensis
(Embrapa Café, 2015) Lima, Edriana Araújo de; Carneiro, Fernanda de Araújo; Rêgo, Erica Cristina Silva; Costa, Tatiana Santos; Cotta, Michelle Guitton; Jorge Júnior, Aldemiro; Marraccini, Pierre; Carneiro, Regina Maria Dechechi Gomes; Andrade, Alan Carvalho
Os nematoides das galhas estão entre os patógenos mais nocivos para a agricultura cafeeira no Brasil e C. canephora tem se mostrado fonte de resistência a esses patógenos. Com o objetivo de identificar genes candidatos a resistência a M. paranaensis, dois clones de Coffea canephora Conilon previamente identificados como resistente (clone 14) e suscetível (clone 22), inoculados ou não em diferentes tempos com M. paranaensis, tiveram seus RNAs extraídos a partir das raizes, sequenciados, mapeados em genoma de referência de C. canephora e avaliados quantitativamente (expressão in silico) por meio de RNAseq e Excel. Dessa forma, foi possível identificar os genes que mais se expressaram no clone resistente em relação ao clone suscetível, e a respectiva expressão temporal foi relacionada à resistência a M. paranaensis.
Estudo das famílias gênicas CcPYL, CcPP2C e CcSnRK2: componentes centrais na via aba-dependente para a resposta ao déficit hídrico em Coffea canephora
(Embrapa Café, 2015) Cotta, Michelle Guitton; Bocs, Stéphanie; Rego, Erica Cristina Silva; Costa, Tatiana Santos; Aquino, Sinara Oliveira de; Carneiro, Fernanda De Araújo; This, Dominique; Marraccini, Pierre; Andrade, Alan Carvalho
O déficit hídrico e altas temperaturas são consequências atuais e diretas do aquecimento global e fatores-chave que afetam o desenvolvimento e a produtividade cafeeira. Apesar das complexas estratégias utilizadas por plantas perenes para adaptarem-se à seca, existe no gênero Coffea variabilidade genética que pode ser utilizada como ferramenta para potencializar a tolerância das plantas a esse estresse. O Ácido abscísico (ABA) é o hormônio central que regula a fisiologia da planta na resposta ao déficit hídrico. O objetivo do presente trabalho foi identificar e caracterizar os genes componentes do sistema tripartite (PYL-PP2C-SnRK2) de percepção e transdução de sinal de ABA em Coffea canephora. Clones tolerantes (14, 73 e 120) de C. canephora Conilon têm sido caracterizados como plantas vigorosas com alta produtividade durante anos em regime de escassez hídrica e apresentam-se como valiosos modelos de estudo. Receptores intracelulares (PYR/PYL/RCAR) envolvidos na percepção do sinal de ABA foram recentemente identificados em plantas. Um mecanismo de transdução de sinal de ABA foi proposto, envolvendo tais receptores interagindo com fosfatases do tipo PP2C e quinases SnRK2. Neste trabalho, as sequências proteicas de Arabidopsis, citros, arroz, uva, tomate foram escolhidos como query para a busca das respectivas sequências ortólogas de café em bancos de dados. Essa abordagem permitiu identificar 24 genes candidatos (9 PYL/RCAR, 6 PP2Cs e 9 SnRK2) no genoma de C. canephora. Os domínios protéicos específicos de cada família gênica foram verificados nas sequencias aminoacídicas preditas o que permitiu caracterizá-las como receptores (PYR/PYL/RCAR), fosfatases (PP2C) ou quinases (SnRK2) da via de sinalização de ABA. Análises filogenéticas permitiram classificar as sequências polipeptídicas nas subclasses e subfamílias esperadas. As estruturas gênicas (éxons, íntrons e UTRs) foram funcionalmente anotadas no genoma de C. canephora (Coffea Genome Hub: http://coffee-genome.org/). Expressão diferencial foi observada in silico para esses genes nos órgãos (folha, semente, raiz e órgãos florais) de C. canephora. Em condições de déficit hídrico, dados de transcriptoma de raiz mostraram diferentes perfis de expressão entre os clones tolerantes (14, 73 e 120) e o sensível (22). Os resultados de qPCR evidenciaram perfis transcriptômicos diferenciais inclusive entre os clones tolerantes sugerindo a existência de múltiplos mecanismos biológicos para a tolerância à seca por meio da via dependente de ABA no cafeeiro. Outros resultados enfatizaram mecanismos comuns de indução gênica para todos os clones na condição não-irrigada. Tais informações podem ser úteis na identificação do determinismo genético da tolerância à seca no cafeeiro e para obtenção de marcadores moleculares visando auxiliar programas de melhoramento.
Identificação e caracterização de genes associados à recepção e transdução do sinal de ABA em Coffea sp
(Embrapa Café, 2013) Cotta, Michelle Guitton; Marraccini, Pierre; This, Dominique; Leroy, Thierry; Bocs, Stéphanie; Dereeper, Alexis; Lashermes, Philippe; Andrade, Alan Carvalho
O gênero Coffea representa a principal commodity agrícola do mundo. Atualmente, o déficit hídrico e as elevadas temperaturas são os principais fatores abióticos responsáveis pelo declínio na produção. Tais variações ambientais também influenciam a composição bioquímica de grãos e afetam diretamente a qualidade da bebida. A variabilidade genética natural presente no gênero Coffea pode ser usada para aumentar a tolerância à seca e gerar variedades cafeeiras melhor adaptadas às variações climáticas. O ácido abscísico (ABA) é um hormônio vegetal que age como regulador central na resposta das plantas ao déficit hídrico. Recentemente, novos receptores intracelulares de ABA (PYR/PYL/RCARs) envolvidos na detecção e sinalização desse hormônio têm sido identificados e caracterizados em diversas espécies de plantas. O mecanismo de transdução de sinal de ABA proposto envolve os receptores PYR/PYL/RCARs que interagem com as proteínas fosfatases (PP2Cs) e quinases (SnRK2s). O objetivo do presente trabalho foi identificar e caracterizar os genes ortólogos desse sistema tripartite em Coffea sp. Para isso, as sequências protéicas de Arabidopsis, citros, arroz, uva e tomate foram selecionadas como sequências-alvo para a busca dos genes de café em bancos de sequências. 51 sequências das proteínas PYR/PYL/RCAR oriundas dessas espécies modelo permitiram identificar 9 sequências de receptores do ABA em Coffea sp. Do mesmo modo, 40 e 29 sequências permitiram identificar 6 e 9 sequências ortólogas das proteínas PP2Cs e SnRK2, respectivamente, em Coffea sp. Os 24 genes isolados que compõe o sistema tripartite da via de resposta a ABA em café apresentam expressão in silico diferencial em tecidos como folhas, sementes, raízes e órgãos florais. Polimorfismos foram encontrados entre os genes ortólogos e homoeólogos. No genoma de C. arabica foi possível identificar variações na sequência dos dois subgenomas diplóides ancestrais, C. canephora (CaCc) e C. eugenioides (CaCe). Análises futuras permitirão predizer o efeito funcional desses polimorfismos nas estruturas protéicas em diferentes espécies do cafeeiro. Todas essas evidencias são essenciais para elucidar o determinismo genético de tolerância à seca bem como contribuir para a obtenção de marcadores moleculares que poderão ser usados em programas de melhoramento.
Isolamento e caracterização do gene CaLTP em Coffea spp
(Universidade Federal de Lavras, 2012-07-16) Cotta, Michelle Guitton; Marraccini, Pierre
As proteínas de transferência de lipídeos não-específicas (nsLTPs) são proteínas básicas caracterizadas por resíduos de cisteínas conservados, baixa massa molecular e alto conteúdo de α-hélices. Tais proteínas foram originalmente definidas pela capacidade de transferir fosfolipídeos in vitro. As nsLTPs estão envolvidas nos mecanismos de proteção das plantas contra estresses bióticos causados por fungos, vírus e bactérias. Evidências evolutivas sugerem que essas proteínas surgiram muito cedo durante a evolução das plantas terrestres. Uma família multigênica confere a expressão dos genes nsLTPs, o que pode explicar o padrão de expressão diferencial de acordo com o tecido, estádio de desenvolvimento e condições fisiológicas. Esses genes são responsivos a estresses abióticos tais como déficit hídrico, baixas temperaturas, salinidade e exposições a metais pesados. Considerando a importância das nsLTPs no metabolismo das plantas, o presente estudo objetiva: (i) identificar os diferentes genes nsLTPs homoeólogos de café que correspondem aos subgenomas ancestrais de Coffea arabica (Ca): Coffea canephora (Cc) e Coffea eugenioides (Ce); (ii) avaliar a expressão desses alelos durante o desenvolvimento do fruto (iii) estudar os efeitos da seca na expressão das nsLTPs em C. arabica; (iv) clonar o promotor de um dos genes codificando nsLTP de C. arabica e testar sua regulação em plantas de tabaco transgênicas. Northern eletrônico foi realizado com os dados do Projeto Genoma EST Brasileiro e identificou-se o gene CaLTP (Coffea arabica Lipid Transfer Protein) altamente expresso em frutos de café. Os resultados dessa análise in silico foram confirmados por ensaios de RT-qPCR e de Northern blot, os quais destacaram a expressão preferencial deste gene em endosperma nos frutos de C. arabica aos 90 e 120 dias após a floração (DAF). A região promotora do gene CaLTP3 (1,2 kb) foi isolada. Deleções 5’ nessa sequência foram feitas para testar a capacidade de controlar a expressão do gene repórter uidA em plantas transgênicas de Nicotiana tabacum. Os ensaios histoquímicos da atividade GUS mostram que os fragmentos de 1,2 kb, 1,0 kb e 0,8 kb direcionaram a expressão de uidA para todos os órgãos testados da planta. Esses fragmentos promovem expressão baixa ou nula em raízes. O fragmento de 0,4 kb direcionou a expressão do gene uidA somente em sementes. As expressões dos homoeólogos CaLTP dos subgenomas de Cc e Ce de Ca foram identificadas usando combinações específicas de iniciadores. Os cDNAs e os genes codificando a proteína nsLTP, do tipo 2, foram clonados e sequênciados permitindo a identificação das formas ortólogas e homeólogas da CaLTP (CaLTP1a, CaLTP1b, CaLTP2, CaLTP3a, CaLTP3b e CcLTP3).
ISOLAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DO PROMOTOR FRUTO-ESPECÍFICO DO GENE CALTP1 DE COFFEA ARABICA
(2011) Cotta, Michelle Guitton; Barros, Leila Maria Gomes; Almeida, Juliana Dantas; Santos, Daiene Bittencourt Mendes; Abreu, Mariana Soares; Barbosa, Éder Alves; Vinecky, Felipe; Andrade, Alan Carvalho; Marraccini, Pierre; Embrapa - Café
A disponibilidade de promotores endógenos, não patenteados, que regulem a expressão do transgenes de forma limitada espacial e temporalmente é uma valiosa ferramenta para programas de melhoramento. O objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar o promotor fruto específico do gene CALTP1 (que codifica uma proteína de transferência de lipídeos - LTP) de Coffea arabica. Por meio de análises in silico baseadas nas seqüências do banco de dados do genoma café, foram encontrados 40 Unigenes preferencialmente expressos em fruto que poderiam ser utilizados como sonda na prospecção de seus respectivos promotores. Usando como critérios o nível de expressão e o ineditismo, o gene CALTP1 foi escolhido para a validação experimental por meio das técnicas de Northern blot e RT- qPCR. Os resultados demonstram que esse gene tem expressão preferencial no endosperma dos frutos aos 120 e 180 dias após o florescimento (DAF). O isolamento do promotor desse gene foi feito por meio da estratégia 5’ RACE. Um fragmento de 1.2 kb foi isolado do DNA genômico de C. arabica var. Catuaí amarelo e três fragmentos menores (1.0, 0.78 e 0.4 kb) oriundos de supressões 5’ do fragmento genômico foram produzidos. Esses fragmentos foram clonados em vetores binários e transformados na planta modelo Nicotiana tabacum para análises de expressão envolvendo o gene repórter uidA codificando para a β-glucuronidase (GUS). Os resultados das análises histoquímicas de atividade GUS mostram que os fragmentos de 1.2, 1.0 e 0.78 kb direcionam a expressão para todos os órgãos testados da planta com diferenças no nível de atividade e, todos os três fragmentos promovem expressão baixa ou nula em raízes. Por outro lado, o fragmento menor de 0.4 kb levou a expressão do gene uidA somente nas sementes, tecidos florais e frutos.
Molecular mechanisms in the first step of ABA-mediated response in Coffea ssp
(Universidade Federal de Lavras, 2016-09-16) Cotta, Michelle Guitton; Andrade, Alan Carvalho
O ácido abscísico (ABA) é um fitohormônio universalmente conservado entre as plantas o qual coordena vários aspectos de resposta ao déficit hídrico, tais como, arquitetura radicular, dormência de sementes e regulação do fechamento estomático. Um mecanismo de transdução de sinal de ABA foi proposto envolvendo os receptores intracelulares de ABA (PYR/PYL/RCARs) que interagem com as fosfatases PP2Cs e proteínas quinases SnRK2. O objetivo desse estudo foi identificar e caracterizar pela primeira vez os genes ortólogos desse sistema tripartite em Coffea. Sequências proteicas de Arabidopsis, citros, arroz, uva, tomate e batata foram escolhidas como query para buscar genes ortólogos no Coffee Genome Hub (http://coffee- genome.org/). A expressão diferencial em folhas, sementes, raízes e órgãos florais foi verificada por meio de análises in silico. As análises de expressão gênica in vivo foram também realizadas por RT-qPCR em folhas e raízes de clones de C. canephora (Cc) tolerantes (D T 14, 73 e 120) e suscetíveis (D S 22) à seca os quais foram submetidos ou não ao déficit hídrico. Os perfis de expressão desses genes foram também analisados em folhas de plantas de Ca e Cc crescidas em condição hidropônica e submetidas à tratamento com ABA exógeno (500 μM). Essa abordagem permitiu a identificação e a caracterização de 24 genes candidatos (9 PYL/RCARs, 6 PP2Cs e 9 SnRK2s) no genoma de Cc. Os motivos proteicos identificados permitiram caracterizar os respectivos genes como membros das famílias de receptores PYL/RCARs, fosfatases PP2Cs e quinases SnRK2 da via de resposta ABA- dependente. Essas famílias foram funcionalmente anotadas no genoma de Cc. Análises in vivo revelaram que oito genes foram super expressos em condição de seca em tecidos foliares e radiculares. Entre eles, três genes que codificam fosfatases foram expressos em todos (D T e D S ) clones, consequentemente sugerindo que esses genes foram ativados como uma resposta geral para lidar com o déficit hídrico. Entretanto, dois outros genes que codificam fosfatases foram super expressos somente nos clones D T , sugerindo que eles constituem genes-chave para a tolerância a seca nesses clones. Os clones D T também apresentaram perfil de expressão gênica diferencial para cinco outros genes e desse modo reforçam a ideia de que múltiplos mecanismos biológicos estão envolvidos na tolerância a seca em Cc. Em resposta a ABA exógeno, 17 genes foram expressos em folhas de plantas de Cc e Ca. Muitos genes foram diferencialmente expressos no clone 14 D T tanto em condição controle como após 24h de tratamento com ABA. Em condição controle, cinco genes foram mais expressos tanto nas plantas D T de Cc como de Ca. A quinase CcSnRK2.6 se destacou por ser expresso somente nas plantas de Cc (D T e D S ) após 72h de tratamento com ABA. De forma geral, foi observado que a via de sinalização de ABA é atrasada nos Ca var Rubi D S . Tais evidências moleculares corroboram com as análises microscópicas que mostram que o clone 14 D T foi mais eficiente para controlar o fechamento estomático em resposta ao tratamento com ABA do que as outras plantas de café. Todas essas evidências irão nos ajudar a identificar o determinismo genético para a tolerância à seca por meio da via ABA-dependente essencial para obter marcadores moleculares que podem ser usados em programas de melhoramento.