Análises in silico de genes associados à embriogênese somática em cana-de-açúcar
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13874 |
Resumo: | Indirect somatic embryogenesis (ISE) is one of the most used regeneration pathways to obtain sugarcane genetically modified plants. ISE regulatory genes have been widely studied in monocotyledonous and dicotyledonous plants, and act as activators of the expression of gene cascades or promoting cell growth and differentiation. In contrast, in sugarcane, there are few reports in the literature with these genes involved in ISE. Thus, the present study aimed to i) search for putative homologous genes responsible for the regulation of ISE (families: BABYBOOM, WUSCHEL, LEAFY COTYLEDON, VIVIPAROUS1, and AGAMOUS-LIKE) in sugarcane (SP80-3280 and Saccharum spontaneum); ii) analyze the phylogeny between the sugarcane amino acid sequences and their homologous in Arabidopsis thaliana and Poaceae species; iii) design ideal primers for studying the expression of sugarcane ISE-related genes. BLAST and BLASTp searches were carried out in the Phytozome, NCBI, UniProt, and Gramene databases to obtain homologous sequences of the five gene families in corn, sorghum, rice, and A. thaliana. Thus, phylogenetic analyzes of amino acid sequences were performed with the aid of the software CLUSTALW and MEGAX, which showed evolutionary proximity between the proteins of Zea mays, Sorghum bicolor, S. spontaneum, and SP80-3280 in all the studied genes. In silico analyzes indicated that they may have more than one gene from the BABYBOOM, WUSCHEL, and VIVIPAROUS1 families regulating the pathways of ISE in sugarcane. In addition, with the aid of the PRIMER3 software, 8 pairs of primers with ideal parameters were obtained to be used in future analyzes of gene expression to understand more deeply the mechanisms of ISE. |
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Thus, the present study aimed to i) search for putative homologous genes responsible for the regulation of ISE (families: BABYBOOM, WUSCHEL, LEAFY COTYLEDON, VIVIPAROUS1, and AGAMOUS-LIKE) in sugarcane (SP80-3280 and Saccharum spontaneum); ii) analyze the phylogeny between the sugarcane amino acid sequences and their homologous in Arabidopsis thaliana and Poaceae species; iii) design ideal primers for studying the expression of sugarcane ISE-related genes. BLAST and BLASTp searches were carried out in the Phytozome, NCBI, UniProt, and Gramene databases to obtain homologous sequences of the five gene families in corn, sorghum, rice, and A. thaliana. Thus, phylogenetic analyzes of amino acid sequences were performed with the aid of the software CLUSTALW and MEGAX, which showed evolutionary proximity between the proteins of Zea mays, Sorghum bicolor, S. spontaneum, and SP80-3280 in all the studied genes. In silico analyzes indicated that they may have more than one gene from the BABYBOOM, WUSCHEL, and VIVIPAROUS1 families regulating the pathways of ISE in sugarcane. In addition, with the aid of the PRIMER3 software, 8 pairs of primers with ideal parameters were obtained to be used in future analyzes of gene expression to understand more deeply the mechanisms of ISE.A embriogênese somática indireta (ESI) é uma das vias de regeneração mais utilizadas na obtenção de plantas geneticamente modificadas em cana-de-açúcar. Genes reguladores da ESI vem sendo amplamente estudados em plantas monocotiledôneas e dicotiledôneas, e agem como ativadores da expressão de cascatas gênicas ou promotores de crescimento e diferenciação celular do explante. Em contrapartida, em cana-de-açúcar há poucos relatos na literatura com esses genes envolvidos na ESI. Assim, o presente estudo visou: i) buscar genes homólogos putativos responsáveis pela regulação da ESI (famílias: BABYBOOM, WUSCHEL, LEAFY COTYLEDON, VIVIPAROUS1 e AGAMOUS-LIKE) em canade-açúcar (SP80-3280 e Saccharum spontaneum); ii) analisar a filogenia entre as sequências de aminoácidos de cana-de-açúcar e seus homólogos em Arabidopsis thaliana e espécies de Poaceae; iii) desenhar primers ideais para estudo de expressão gênica de genes relacionados à ESI de cana-de-açúcar. Foram realizadas pesquisas BLAST e BLASTp nos bancos de dados do Phytozome, NCBI, UniProt e Gramene para a obtenção de sequências homólogas das cinco famílias gênicas em milho, sorgo, arroz e A. thaliana. Desse modo, análises filogenéticas de sequências de aminoácidos foram realizadas com o auxílio dos softwares CLUSTALW e MEGAX, que apontaram proximidade evolutiva entre as proteínas de Zea mays, Sorghum bicolor, S. spontaneum e SP80-3280 em todos os genes estudados. As análises in silico indicaram que podem ter mais de um gene das famílias BABYBOOM, WUSCHEL E VIVIPAROUS1 regulando as vias da ESI em cana-de-açúcar. Além disso, com auxílio do software PRIMER3, foram obtidos 8 pares de primers com parâmetros ideais para serem utilizados em futuras análises de expressão gênica para compreender mais profundamente os mecanismos da ESI.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus ArarasPrograma de Pós-Graduação em Produção Vegetal e Bioprocessos Associados - PPGPVBA-ArUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessSaccharumFilogeniaFatores de transcriçãoCultura de tecidosPhilogenyTranscription factorsTissue cultureCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICACIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA VEGETALAnálises in silico de genes associados à embriogênese somática em cana-de-açúcarIn silico analysis of genes associated with somatic embryogenesis in sugarcaneinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6006008b00c020-1bcf-4189-9442-22f66f7fb97areponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALCAVALCANTE_Victor_2020.pdfCAVALCANTE_Victor_2020.pdfapplication/pdf1818343https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13874/4/CAVALCANTE_Victor_2020.pdf3c5b1ae0f02c6f210118746d44234d1dMD54CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13874/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTCAVALCANTE_Victor_2020.pdf.txtCAVALCANTE_Victor_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain103970https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13874/5/CAVALCANTE_Victor_2020.pdf.txt794cccba6cff4be9a55843a95d17cebbMD55THUMBNAILCAVALCANTE_Victor_2020.pdf.jpgCAVALCANTE_Victor_2020.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5004https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13874/6/CAVALCANTE_Victor_2020.pdf.jpg69aee4667e295d26ce6902e4c375c038MD56ufscar/138742023-09-18 18:32:06.82oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/13874Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:06Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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Indirect somatic embryogenesis (ISE) is one of the most used regeneration pathways to obtain sugarcane genetically modified plants. ISE regulatory genes have been widely studied in monocotyledonous and dicotyledonous plants, and act as activators of the expression of gene cascades or promoting cell growth and differentiation. In contrast, in sugarcane, there are few reports in the literature with these genes involved in ISE. Thus, the present study aimed to i) search for putative homologous genes responsible for the regulation of ISE (families: BABYBOOM, WUSCHEL, LEAFY COTYLEDON, VIVIPAROUS1, and AGAMOUS-LIKE) in sugarcane (SP80-3280 and Saccharum spontaneum); ii) analyze the phylogeny between the sugarcane amino acid sequences and their homologous in Arabidopsis thaliana and Poaceae species; iii) design ideal primers for studying the expression of sugarcane ISE-related genes. BLAST and BLASTp searches were carried out in the Phytozome, NCBI, UniProt, and Gramene databases to obtain homologous sequences of the five gene families in corn, sorghum, rice, and A. thaliana. Thus, phylogenetic analyzes of amino acid sequences were performed with the aid of the software CLUSTALW and MEGAX, which showed evolutionary proximity between the proteins of Zea mays, Sorghum bicolor, S. spontaneum, and SP80-3280 in all the studied genes. In silico analyzes indicated that they may have more than one gene from the BABYBOOM, WUSCHEL, and VIVIPAROUS1 families regulating the pathways of ISE in sugarcane. In addition, with the aid of the PRIMER3 software, 8 pairs of primers with ideal parameters were obtained to be used in future analyzes of gene expression to understand more deeply the mechanisms of ISE. |
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