UFLA - Dissertações
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Resultados da Pesquisa
Item Caracterização funcional de genes da família multdrug and toxic compound extrusion (MATE) envolvidos na adaptação de Coffea arabica à solos ácidos(Universidade Federal de Lavras, 2016-09-06) Pinto, Renan Terassi; Paiva, Luciano VilelaA partir da expansão da fronteira agrícola, o cultivo de espécies do gênero Coffea expandiu-se para áreas marginalizadas em termos de fertilidade de solos, como o Cerrado brasileiro. Os primeiros trabalhos relacionados ao levantamento das características deste ambiente evidenciaram, dentre outros aspectos, os problemas relacionados à toxidez do alumínio e a baixa disponibilidade de fosfatos. Apesar das técnicas aplicadas para a correção destes problemas serem amplamente difundidas, estas não são facilmente aplicadas em cultivos perenes e, além disso, baseiam-se na alteração do ambiente para o cultivo do vegetal, o que pode culminar em impacto ambiental. Dessa forma, o estudo dos mecanismos moleculares relacionados à adaptação pode impulsionar o desenvolvimento de programas de melhoramento genético, convencional e baseado em biotecnologia, que culminem na manutenção da produtividade do setor cafeeiro de forma sustentável. Neste contexto, a partir deste trabalho, objetivou-se elucidar os membros da família gênica Multi drug and toxic compound extrusion (MATE) em Coffea canephora afim de identificar, dentre os diversos membros desta família multifuncional, genes relacionados à tolerância ao alumínio e analisar a influência destes genes sobre os mecanismos de tolerância à este estresse em Coffea arabica. O estudo in silico da família MATE possibilitou a identificação de 60 proteínas presentes em C. canephora. Destacaram-se as proteínas CcMATE7 e CcMATE43 provavelmente relacionadas ao transporte de alcalóides em C. canephora, também alguns potenciais transportadores de flavonóides, CcMATE18 e CcMATE20 e a proteína CcMATE42, potencialmente associada ao efluxo do ânion citrato, que pode minimizar os efeitos tóxicos do alumínio solúvel e auxiliar a absorção de fosfatos. A partir deste candidato em potencial, foram identificados dois genes homeólogos em C. arabica, um relacionado ao subgenoma derivado do ancestral C. canephora (CaMATE_C) e outro do ancestral C. eugenióides (CaMATE_E). A partir de um experimento em hidroponia, foi demonstrado por RT-qPCR que estes homeólogos apresentam perfis distintos de expressão gênica sob estresse causado por exposição ao alumínio. O gene CaMATE_E foi considerado mais responsivo à este estímulo e com perfil de expressão condizente com a exsudação de citrato, mesmo não havendo elementos cis-regulatórios especificamente relacionados à tolerância à alumínio que expliquem esta diferença. Em conclusão, este trabalho pode fornecer informações relevantes para os estudos relacionados aos mecanismos de adaptação de espécies do gênero Coffea à solos ácidos, sendo estes pertinentes para o cultivo produtivo e sustentável do cafeeiro neste ambiente.Item Estratégias para obtenção e avaliação de plantas de Coffea arabica tolerante ao alumínio(Universidade Federal de Lavras, 2013-07-29) Carvalho, Mayara Holanda de; Paiva, EdilsonO café é um dos mais importantes produtos agrícolas comercializado no mundo, sendo o segundo item em importância do comércio internacional de commodities. Notoriamente, o Brasil é o maior produtor, segundo maior consumidor e um dos principais exportadores dessa cultura. O grande acúmulo de alumínio (Al), em solos ácidos, é um dos maiores entraves na produção agrícola no Brasil. Predominantemente, este metal é encontrado em sua forma iônica (Al 3+ ), que é altamente tóxico às plantas e está presente em grande parte dos solos aráveis em todo mundo. Diante desse fator limitante, pesquisas resultaram na descoberta de vários genes que conferem tolerância ao Al, dentre os quais, destaca-se o SbMATE. Isolado a partir do sorgo, este gene é diferencialmente expresso em altas concentrações de Al 3+ e tem sua atividade elevada no ápice radicular de genótipos tolerantes, conferindo maior resistência ao Al por liberação de citrato na rizosfera. Neste contexto, este trabalho foi realizado com os objetivos centrais de obter plantas quiméricas de Coffea arábica tolerantes ao Al, possibilitando a análise do comportamento dessas plantas em solução nutritiva acrescida de concentrações tóxicas de Al. A inserção de SbMATE aconteceu, por meio de transformação genética com duas cepas (MSU e A4) de Agrobacterium rhizogenes. O material vegetal utilizado foram sementes da cultivar Catiguá germinadas em meio GER com 30 dias de idade e explantes da cultivar Bourbon Amarelo, obtidos por calos embriogênicos. As plântulas da cultivar Catiguá, transformadas com a cepa MSU, tiveram 32% de eficiência de transformação, enquanto que essa taxa baixou para 16% nos explantes transformados com a cepa A4. A cultivar Bourbon obteve uma eficiência de transformação de 75%. Os ensaios, para detectar a concentração de alumínio a ser utilizada nos futuros experimentos de averiguação da tolerância das plantas transformadas, foram realizados em casa de vegetação. Foi utilizada solução nutritiva Hoagland modificada com 1⁄4 de força. O alumínio foi fornecido na forma AlK(SO 4 ) 2 .12H 2 O nas concentrações de 0 mmol. L -1 , 0,833 mmol.L -1 , 1,666 mmol.L -1 e 2,499 mmol. L -1 . O pH das soluções foi mantido em 4,0 ± 0,2, mediante ajustes diários com HCl 0,1 mol. L -1 durante o período de 30 dias. Entre as concentrações de AlK(SO 4 ) 2 .12H 2 O analisadas, a de 0,888 mmol.L -1 foi a mais eficiente, sendo possível visualizar sintomas nítidos da toxicidade do alumínio sem a perda total da planta. O período de 30 dias foi o tempo ideal para a verificação dos principais sintomas da toxicidade ao alumínio nessa concentração. Esse resultado possibilita análises para a visualização de tolerância de plantas geneticamente modificadas de Coffea arabica.