Teses e Dissertações

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    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.