UFV - Teses
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Item Identification, molecular characterization and differential expression studies of genes activated during Coffea arabica L. - Hemileia vastatrix interactions Berk. & Broome(Universidade Federal de Viçosa, 2017-02-20) Barka, Geleta Dugassa; Caixeta, Eveline TeixeiraO café é uma das culturas de maior valor econômico mundial, além de proporcionar e qualidade de vida para milhões de pessoas em países em desenvolvimento. Embora existam vários programas de melhoramento para essa cultura e cultivares comerciais disponíveis que apresentam fatores de resistência a estresse biótico, verifica-se ainda prejuízos significativos devidos à ferrugem do cafeeiro causada por Hemileia vastatrix. A compreensão dos mecanismos moleculares da resistência à ferrugem desempenha papel importante na eficiência do desenvolvimento de novas cultivares resistentes. O objetivo do presente trabalho é identificar, caracterizar e compreender os padrões de expressão de genes de resistência do cafeeiro que são ativados após inoculação com H. vastatrix. Foi utilizada a metodologia de Hibridação Subtrativa de Supressão (HSS) para identificar os genes diferencialmente expressos (upregulated e dowregulated) às 12 e 24 horas após inoculação (h.a.i.) de Coffea arabica com o patógeno, em interações compatíveis e incompatíveis. A partir de 433 clones obtidos e sequenciados, 352 foram anotados e categorizados. Observou-se proporção relativamente menor de genes expressos em interação compatível. A análise RT-qPCR de sete genes de sinalização de resistência mostrou padrões de expressão semelhantes para a maioria dos genes em ambas as interações, indicando que esses genes estão envolvidos na resistência (não específica) durante a qual as reações imunes são semelhantes. Na segunda etapa do trabalho, resistance gene analogs (RGAs), que conferem resistência à ferrugem do café, foram identificados, sequenciados e caracterizados a partir de uma biblioteca BAC do cafeeiro. Cinco RGAs foram anotados e mapeados no cromossomo 0 (zero) de C. canephora. Destes, quatro RGAs são ativados na interação incompatível entre C. arabica e H. vastatrix. Os resultados obtidos no trabalho sugerem que um desses genes RGA sequenciado (gene 11) é um novo gene S H (S H 10) ainda não identificado biologicamente. Com base nesses dados, foi verificado pela primeira vez o novo gene S H (S H 10) no clone diferenciador 644/18 H. Kawisari. Foi realizado a análise comparativa entre os cincos RGAs e verificado alta similaridade entre dois destes, os quais são pertencentes à família de genes CC-NBS-LRR. Foi verificado intensa seleção diversificada promovida pela substituição não sinônima e pela recombinação genética. Foi realizada a análise filogenética de genes ortólogos para as espécies de café, tomate e uva e observou-se alta variabilidade intraespecífica destes dois genes CC-NBS-LRR para as espécies, exceto para o café. Estes genes sequenciados são as maiores e mais completas sequências disponíveis para o C. arabica. Estes resultados são de extrema importância para o melhoramento genético molecular visando a resistência à ferrugem do cafeeiro. De modo geral, a compreensão dos padrões de expressão de genes de resistência e a caracterização molecular de novos RGAs são resultados valiosos e estabelece nova base para estudos futuros.