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Item Caracterização de promotores de Coffea spp. via transformação genética em planta modelo(Embrapa Café, 2019-10) Girotto, Larissa; Ivamoto-Suzuki, Suzana Tiemi; Oliveira, Fernanda Freitas de; Aryoshi, Caroline; Santos, Tiago Benedito dos; Pereira, Luiz Filipe ProtasioAs mudanças climáticas globais têm causados danos a produtividade agrícola cafeeira com impactos econômicos e sociais, e apresentam o potencial de reduzir áreas disponíveis para o plantio de cafeeiros. Diante deste cenário foi investigado o potencial do promotor da galactinol sintase (GolS) do gênero Coffea, que catalisa a primeira etapa da via de síntese de oligossacarídeos da família da Rafinose, cujo acúmulo ocorre principalmente em resposta a estresses abióticos. Entender a estrutura e composição de sequências gênicas promotoras de cafeeiros é de fundamental importância para compreender melhor os mecanismos genéticos e os processos de regulação da expressão gênica induzidos em períodos de estresse hídrico e salino. Neste estudo identificamos 14 promotores GolS presentes nos genomas de Coffea arabica, C. canephora e C. eugenioides. Dentro das regiões promotoras desses genes, foram observados 12 cis-elementos relacionados a regulação de genes em resposta a condições adversas, dentre eles: ARE, ABRE, MYB e STRE. Após a caracterização in silico dos 14 promotores, o promotor da isoforma de GolS3 (CcGolS3) de Coffea canephora (Cc) foi clonada com o objetivo de verificar o seu comportamento frente a estresses abióticos. Plasmídeos contendo a construção pCcGolS3::GUS (gene repórter da β-glucuronidase) foram inseridos em Arabidopsis thaliana via transformação genética com Agrobacterium tumefaciens. A coloração histoquímica do gene repórter GUS foi verificada em todos os tecidos de A. thaliana transformadas. Para analisar o comportamento deste promotor, as plantas de A. thaliana foram submetidas a estresses hídrico e salino in vitro (0h, 12h, 24h e 48h), os seus respectivos RNAs foram extraídos e a síntese de cDNA foi realizada para a quantificação da atividade transcricional do gene repórter GUS via RT-qPCR. Os nossos resultados indicaram que o promotor de CcGolS3 pode ser caracterizado como do tipo estresse-induzido, visto que o perfil transcricional do gene GUS diretamente proporcional ao tempo de duração dos estresses. O promotor do gene CcGolS3 apresenta um grande potencial para ser utilizado em projetos futuros de melhoramento genético de cafeeiros e obtenção de plantas mais tolerantes a estresses abióticos.Item Isolamento e caracterização do gene CaLTP em Coffea spp(Universidade Federal de Lavras, 2012-07-16) Cotta, Michelle Guitton; Marraccini, PierreAs 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).Item Identificação e análise de polimorfismos na região promotora do gene DREB2A em diferentes genótipos do gênero Coffea(Universidade Federal de Lavras, 2011-02-25) Alves, Gabriel Sérgio Costa; Andrade, Alan CarvalhoApesar de alguns estudos em fisiologia vegetal resultarem em uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na tolerância à seca em cafeeiro, ainda é escasso o conhecimento acerca das alterações metabólicas e moleculares envolvidos na resposta do cafeeiro às condições de estresse hídrico. Neste sentido, estudos recentes já resultaram na identificação de vários genes candidatos apresentando expressão diferencial entre genótipos contrastantes para essa característica. Dentre esses, se encontram genes integrantes da via de resposta ao estresse hídrico, previamente identificados em outras espécies vegetais, tais como os fatores de transcrição DREB. Resultados prévios obtidos, analisando-se a expressão relativa do gene DREB2A em genótipos de C. canephora, tolerante (Clone 14) e sensível (Clone 22) demonstraram expressão diferencial destes genótipos, em plantas submetidas ao estresse hídrico. Desta forma, o objetivo deste trabalho consistiu na identificação e análise de polimorfismos na região promotora do gene DREB2A destes genótipos (Clone 14 e 22) de C. canephora, além de outros diferentes genótipos do gênero Coffea (C. eugenióides, e C. arabica). Com os resultados obtidos foi possível identificar os elementos cis de regulação, e avaliar a ocorrência de polimorfismos na região promotora do gene DREB de cafeeiro. Os polimorfismos encontrados também permitiram a identificação de diferentes haplótipos nos genótipos estudados. A distribuição dos alelos deste locus nos genótipos sugere a segregação dos alelos de C. canephora e C. eugeniódes nos genótipos de C. arabica, corroborando com resultados obtidos em estudos genealógicos anteriores. A presença de elementos cis de regulação no promotor DREB2A para fatores de transcrição da via dependente de ABA demonstram a possibilidade de atuação conjunta das duas vias (dependente e independente de ABA), na regulação do gene DREB2A. A engenharia de construções utilizando o vetor binário pBI121, com diferentes segmentos da região promotora do gene DREB2A identificados, visa a uma melhor caracterização in vivo, da participação dos elementos cis e da influência dos polimorfismos observados na funcionalidade deste promotor em relação às respostas do cafeeiro ao estresse hídrico.Item Análise de promotores do gene CcDREB1D de Coffea canephora via transformação genética de Nicotiana tabacum(Embrapa Café, 2015) Aquino, Sinara Oliveira de; Carneiro, Fernanda de Araújo; Rêgo, Érica Cristina Silva; Duarte, Karoline Estefani; Alves, Gabriel Sérgio Costa; Andrade, Alan Carvalho; Marraccini, PierreApós sequenciamento, polimorfismos na região promotora do gene DREB1D (Dehydration Responsive Element Binding Protein) de Coffea canephora Conilon, indicaram a participação de três haplótipos (15, 16 e 17) no controle genético da tolerância à seca nos clones 14 (tolerante a seca) e 22 (sensível a seca), com as combinações de haplótipos 15-16 para o clone 14 e 15-17 para o clone 22. A fim de avaliar a capacidade desses fragmentos controlarem a expressão do gene repórter uidA, 3 construções gênicas, com os diferentes haplótipos do promotor do gene CcDREB1D, foram feitas no vetor binário pBI101 e testadas independentemente via transformação genética de Nicotiana tabacum. Testes histoquímicos em plantas transformadas de N. tabacum T1 indicaram uma forte atividade GUS correspondente ao controle positivo (pBI121) enquanto nenhuma atividade foi detectada para o controle negativo (WT). Os resultados mostraram que, mesmo fracos, os promotores pDREB1D de C. canephora são funcionais em tabaco (N. tabacum), se comportando de forma diferencial entre os haplótipos, sugerindo que os polimorfismos identificados neles são essências na regulação destas sequências.Item Análise funcional da região promotora do gene CcDREB1D de dois genótipos de Coffea canephora por meio da transformação genética de Nicotiana tabacum(Embrapa Café, 2013) Aquino, Sinara Oliveira de; Duarte, Karoline Estefani; Alves, Gabriel Sérgio Costa; Marraccini, Pierre; Andrade, Alan CarvalhoApesar de alguns estudos em fisiologia vegetal resultarem em uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na tolerância à seca em cafeeiro, ainda é escasso o conhecimento acerca das alterações metabólicas e moleculares envolvidas na resposta às condições de déficit hídrico nesta espécie. Neste sentido, estudos recentes permitiram a identificação de vários genes candidatos que apresentaram expressão diferencial entre genótipos contrastantes para essa característica. Dentre esses, encontram-se genes integrantes da via de resposta ao estresse hídrico, previamente identificados em outras espécies vegetais, tais como os fatores de transcrição DREB. Resultados prévios obtidos, analisando a expressão relativa do gene CcDREB1D nos clones 14 (tolerante à seca) e 22 (sensível à seca) de Coffea canephora var. Conilon demonstraram expressão diferencial desse gene em folhas de plantas submetidas ou não a seca. Polimorfismos na região promotora do gene CcDREB1D foram também identificados e podem indicar a participação de diferentes haplótipos no controle genético da tolerância à seca. Várias deleções 5’ da região promotora do gene CcDREB1D foram feitas e clonadas no vetor binário pBI101 como objetivo de analisar o papel dos polimorfismos identificados no promotor do gene CcDREB1D na expressão do gene repórter uidA codificando para a β-glucuronidase por meio da transformação genética de Nicotiana tabacum.Item Análise da variabilidade de sequências no gene DREB1D em diferentes genótipos do gênero Coffea(Embrapa Café, 2013) Alves, Gabriel Sérgio Costa; Freire, Luciana Pereira; Vieira, Natália Gomes; This, Dominique; Pot, David; Marraccini, Pierre; Paiva, Luciano Vilela; Andrade, Alan CarvalhoEm várias espécies vegetais, os genes DREB desempenham um papel importante na resposta aos estresses abióticos. A obtenção de marcadores de diversidade fenotípica para assistir aos programas de melhoramento genético é prioritário. Neste contexto, o conhecimento da correlação entre polimorfismo genético e o mecanismo de tolerância à seca pode representar um avanço significativo para o melhoramento de plantas cultivadas. Assim, visando estudar a variabilidade genética presente no gene DREB1D e desenvolver marcadores funcionais para alelos efetivos, polimorfismos foram caracterizados e identificados após análises de sequências alélicas isoladas de diferentes genótipos do gênero Coffea. As análises permitiram identificar polimorfismos na região promotora e codante do gene DREB1D de C. canephora (CcDREB1D), nos seus ortólogos e homoeólogos. Os polimorfismos encontrados possibilitaram a identificação de diferentes haplótipos. As variações de sequência ortóloga (OSVs) entre C. canephora e C. eugenioides, assim como, as variações nucleotídicas únicas de homoeólogos (HSVs) entre os subgenomas de C. arabica, C. canephora (CaCc) e C. eugenioides (CaCe) são apresentadas para o desenvolvimento de marcadores alelo-específico e homoeólogo-especifico para este locus.