Análise da variação diurna de carboidratos e metabólitos de cana-energia e cana-de-açúcar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Jovanderson Jackson Barbosa da, 1993-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641383
Resumo: Orientador: Marcelo Falsarella Carazzolle
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Embora muitas características fisiológicas e bioquímicas da cana-de-açúcar sejam conhecidas, pouco se sabe sobre os mecanismos de expressão gênica, produção, degradação e translocação de carboidratos e metabolitos entre os tecidos em função dos ciclos diurnos em cana-energia, que interativamente resultam em maior acúmulo de biomassa, crescimento e desenvolvimento. Para compreender esses processos e propor novas estratégias baseadas em engenharia genética que aumente a sua produtividade, o objetivo deste projeto foi avaliar o metabolismo primário e secundário, e dos carboidratos nos tecidos da folha e colmo de cana-energia e cana-de-açúcar, buscando compreender como os carboidratos e metabolitos se comportam em função da variação diurna e entender como diferentes órgãos interagem metabolicamente entre si para se adaptarem ao ambiente e sustentar seu crescimento. Para isso, realizamos um experimento que coletou tecidos da folha e colmo em plantas adultas de cana-energia e cana-de-açúcar durante um ciclo diurno de 24 horas. Em seguida, estas amostras foram submetidas às análises de quantificação de carboidratos e metabolômica. O perfil dos açúcares solúveis (sacarose, glicose e frutose) e do amido, em cana-energia e cana-de-açúcar em função do ciclo diurno, se mostrou oposto nestas duas cultivares, sugerindo que a partição de carbono em cana-energia e cana-de-açúcar difere e desvia para vias biológicas distintas. Observamos também que cana-energia possui um maior teor de amido em seus colmos em contraste a cana-de-açúcar. Em relação ao metabolismo primário, encontramos vários metabólitos diferencias entre as cultivares e entre os tempos, sugerindo um metaboloma característico de cada cultivar. Em relação ao metabolismo secundário, identificamos e quantificamos vários metabólitos, muitos deles não foram identificados, mas possuíam diferenças estatísticas em função do tempo e das cultivares. Analisando o papel biológico dos metabólitos identificados em função da variação diurna, muitas vias biológicas foram impactadas durante o período noturno em cana-energia (como a dos fenilpropanoides) em contraste a cana-de-açúcar, sugerindo que as maiores diferenças entre o metabolismo destas cultivares ocorre durante a noiteAbstract: Energy-cane is a commercial hybrid that has a high fiber content, low sucrose content and greater productivity compared to commercial sugarcane hybrids. In Brazil, some companies have developed commercial varieties of energy cane, such as CanaVertix® from GranBio S/A. Although many physiological and biochemical characteristics of sugarcane are known, little is known about the mechanisms of gene expression, production, degradation and translocation of carbohydrates and metabolites between tissues as a result of diurnal cycles in energy-cane, which interactively result greater accumulation of biomass, growth and development. To understand these processes and propose new strategies based on genetic engineering to increase their productivity, the objective of this project was to evaluate the primary and secondary metabolism, and carbohydrates in the tissues of the leaf and stalk of energy-cane and sugarcane, seeking to understand how carbohydrates and metabolites behave due to diurnal variation and to understand how different organs metabolically interact with each other to adapt to the environment and sustain their growth. For this, we carried out an experiment that collected leaf and stem tissues in adult plants of energy cane and sugar cane during a 24-hour day cycle. Then, these samples were subjected to carbohydrate quantification and metabolomics analyzes. The profile of soluble sugars (sucrose, glucose and fructose) and starch, in energy-cane and sugarcane depending on the daytime cycle, was the opposite in these two cultivars, suggesting that the carbon partition in energycane and sugarcane differs and diverts to different biological pathways. We also observed that energycane has a higher starch content in its stalks in contrast to sugarcane. In relation to the primary metabolism, we found several different metabolites between cultivars and between times, suggesting a metabolome characteristic of each cultivar. In relation to secondary metabolism, we identified and quantified several metabolites, many of which were not identified, but had statistical differences according to time and cultivars. Analyzing the biological role of the metabolites identified as a function of diurnal variation, many biological pathways were impacted during the night in energy cane (such as that of phenylpropanoids) in contrast to sugarcane, suggesting that the greatest differences between the metabolism of these cultivars occurs at nightMestradoBioinformáticaMestre em Genética e Biologia MolecularCNPQ130066/2020-6[s.n.]Carazzolle, Marcelo Falsarella, 1975-Brandão, Marcelo MendesHotta, Carlos TakeshiUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSilva, Jovanderson Jackson Barbosa da, 1993-20212021-02-26T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (118 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641383SILVA, Jovanderson Jackson Barbosa da. Análise da variação diurna de carboidratos e metabólitos de cana-energia e cana-de-açúcar. 2021. 1 recurso online (118 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641383. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1164643Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-05-20T11:35:37Zoai::1164643Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-05-20T11:35:37Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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