Teses e Dissertações
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Item 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 CarvalhoO 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.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).