Diterpenos em Coffea arabica : aspectos bioquímicos, e caracterização in silico e transcricional de genes de Cyt P450s candidatos na biossíntese de cafestol e caveol
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UEL |
Texto Completo: | https://repositorio.uel.br/handle/123456789/11225 |
Resumo: | Resumo: O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de café e o segundo maior mercado consumidor Estudos visando a melhoria da qualidade da bebida e da tolerância de plantas a estresses bióticos e abióticos são importantes para o agronegócio café As propriedades nutracêuticas da bebida e mecanismos de defesa da planta estão relacionadas aos diterpenos presentes na fração lipídica de grãos de café, como o cafestol (Caf) e caveol (Cav) As etapas finais de biossíntese destes compostos ainda não foram elucidadas, mas estudos relacionados ao metabolismo secundário de plantas indicam o envolvimento de membros da família gênica das citocromos P45s (Cyt P45) No intuito de caracterizar aspectos bioquímicos e genéticos da biossíntese destes compostos, foram realizadas caracterizações bioquímicas de diterpenos em frutos de café e a caracterização molecular de genes da família das P45s em Coffea spp Foram quantificados por CLAE os teores de Caf e Cav em: i) botão floral, flor e perisperma de frutos (3 e 21DAF e ii) frutos com 12DAF tratados com metil jasmonato 2µM (MJ) Há um pico de concentração de Cav em perisperma de frutos aos 12DAF (284% mais caveol do que em 9DAF), com queda acentuada aos 15DAF e 396% mais Caf em 12DAF do que em 15DAF Há uma inversão nas concentrações de Caf e Cav do botão floral/flor (predomínio de Caf) para os frutos (predomínio de Cav) A concentração de diterpenos em frutos (12DAF) tratados com 2µM metil jasmonato (MJ) foi determinada durante o período de 24, 48 e 96 horas Frutos após 48 horas do tratamento com MJ apresentaram a maior diferença na concentração de diterpenos em relação aos frutos não tratados com um aumento de 48 e 19% de Caf e Cav, respectivamente Neste trabalho foram também identificadas 84 Cyt P45s transcricionalmente ativas em Coffea spp, provenientes de sequências ESTs do Projeto Brasileiro Genoma Café Destes, oito genes candidatos foram escolhidos para avaliação transcricional por qPCR em folhas, flores e frutos em 3 períodos de desenvolvimento (9DAF, 12DAF e 15DAF) Sete genes apresentaram expressão diferencial entre os tecidos analisados, Os contigs C22_1 e C25_1 expressaram mais em folhas e apresentaram baixa atividade transcricional nos demais tecidos analisados Por outro lado os contigs C19_2, C28_1 e C37_2 tiveram uma alta expressão relativa em flor enquanto que os contigs C33_1 e C17_1 apresentaram uma expressão maior em frutos com 9DAF Esses últimos cinco contigs têm grande potencial de estarem envolvidos nas etapas finais da via metabólica de Caf e Cav |
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Diterpenos em Coffea arabica : aspectos bioquímicos, e caracterização in silico e transcricional de genes de Cyt P450s candidatos na biossíntese de cafestol e caveolCaféMelhoramento genéticoDiterpenosGenéticaExpressãoCoffeeDiterpenesGenesPlant geneticsExpressionBreedingResumo: O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de café e o segundo maior mercado consumidor Estudos visando a melhoria da qualidade da bebida e da tolerância de plantas a estresses bióticos e abióticos são importantes para o agronegócio café As propriedades nutracêuticas da bebida e mecanismos de defesa da planta estão relacionadas aos diterpenos presentes na fração lipídica de grãos de café, como o cafestol (Caf) e caveol (Cav) As etapas finais de biossíntese destes compostos ainda não foram elucidadas, mas estudos relacionados ao metabolismo secundário de plantas indicam o envolvimento de membros da família gênica das citocromos P45s (Cyt P45) No intuito de caracterizar aspectos bioquímicos e genéticos da biossíntese destes compostos, foram realizadas caracterizações bioquímicas de diterpenos em frutos de café e a caracterização molecular de genes da família das P45s em Coffea spp Foram quantificados por CLAE os teores de Caf e Cav em: i) botão floral, flor e perisperma de frutos (3 e 21DAF e ii) frutos com 12DAF tratados com metil jasmonato 2µM (MJ) Há um pico de concentração de Cav em perisperma de frutos aos 12DAF (284% mais caveol do que em 9DAF), com queda acentuada aos 15DAF e 396% mais Caf em 12DAF do que em 15DAF Há uma inversão nas concentrações de Caf e Cav do botão floral/flor (predomínio de Caf) para os frutos (predomínio de Cav) A concentração de diterpenos em frutos (12DAF) tratados com 2µM metil jasmonato (MJ) foi determinada durante o período de 24, 48 e 96 horas Frutos após 48 horas do tratamento com MJ apresentaram a maior diferença na concentração de diterpenos em relação aos frutos não tratados com um aumento de 48 e 19% de Caf e Cav, respectivamente Neste trabalho foram também identificadas 84 Cyt P45s transcricionalmente ativas em Coffea spp, provenientes de sequências ESTs do Projeto Brasileiro Genoma Café Destes, oito genes candidatos foram escolhidos para avaliação transcricional por qPCR em folhas, flores e frutos em 3 períodos de desenvolvimento (9DAF, 12DAF e 15DAF) Sete genes apresentaram expressão diferencial entre os tecidos analisados, Os contigs C22_1 e C25_1 expressaram mais em folhas e apresentaram baixa atividade transcricional nos demais tecidos analisados Por outro lado os contigs C19_2, C28_1 e C37_2 tiveram uma alta expressão relativa em flor enquanto que os contigs C33_1 e C17_1 apresentaram uma expressão maior em frutos com 9DAF Esses últimos cinco contigs têm grande potencial de estarem envolvidos nas etapas finais da via metabólica de Caf e CavDissertação (Mestrado em Genética e Biologia Molecular) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularAbstract: Brazil is coffee largest producer and exporter, and the second largest consumer market Studies aiming the beverage quality improvement and plant tolerance to biotic and abiotic stresses are important to coffee agrobusiness Nutraceutical properties in beverage and plant defense mechanisms are directly related to diterpenes present in the lipid fraction of coffee beans, such as cafestol (Caf) and kahweol (Cav) The final steps of Caf and Cav biosynthesis have not been elucidated yet, but plant secondary metabolism studies indicate the involvement of membersfrom cytochrome P45s gene family (Cyt P45) In order to depict genetic and biochemical aspects of Caf and Cav biosynthesis, it was performed the biochemical quantification of these diterpenes in coffee fruits and the molecular characterization of members from Cyt p45’s family in Coffea spp Levels of Caf and Cav were quantified by HPLC on: i) bud flower, flower and fruit’s perisperm (3 to 21DAF) and ii) at 12 DAF fruits treated with methyl jasmonate 2µM (MJ) The highest concentration of Cav occured in the perisperm of 12DAF fruits (284% higher than in 9DAF) decresing at 15DAF and 396% more Caf in 12DAF than 15DAF There is an inversion in the Caf and Cav concentrations from the bud flower and flower (Caf prevalence) to fruits (predominantly Cav) Diterpene concentration on 12DAF fruits (12DAF) treated with 2µM of methyl jasmonate (MJ) was determined after 24, 48 and 96 hours After 48 hours, MJ-treated fruits showed an increase of 48 and 19% of Caf and Cav, respectively, when compared to untreated fruits In this study we also identified 84 Cyt P45s transcriptionally active in Coffea spp, from the Brazilian Coffee Genome Consortium (EST sequences) Eight candidate genes were chosen for further transcriptional analysis (qPCR) in leaves, flowers and fruits at three developmental stages (9DAF, 12DAF and 15DAF) Seven genes displayed differential expression among tissues The contigs C22_1 and C25_1 had preferential expression in leaves and showed low transcriptional activity in other tissues Moreover the contigs C19_2, C28_1 and C37_2 had a high relative expression in flower while the contigs C33_1 and C17_1 showed a major expression in fruits with 9DAF These last five contigs have a great potential to be involved in the final stages of Caf and Cav metabolic pathwayPereira, Luiz Filipe Protasio [Orientador]Molinari, Hugo Bruno CorreaVilas-Bôas, Laurival AntônioIvamoto, Suzana Tiemi2024-05-01T13:11:29Z2024-05-01T13:11:29Z2012.0016.02.2012info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/11225porMestradoGenética e Biologia MolecularCentro de Ciências BiológicasPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:20:08Zoai:repositorio.uel.br:123456789/11225Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:20:08Repositório Institucional da UEL - 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Resumo: O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de café e o segundo maior mercado consumidor Estudos visando a melhoria da qualidade da bebida e da tolerância de plantas a estresses bióticos e abióticos são importantes para o agronegócio café As propriedades nutracêuticas da bebida e mecanismos de defesa da planta estão relacionadas aos diterpenos presentes na fração lipídica de grãos de café, como o cafestol (Caf) e caveol (Cav) As etapas finais de biossíntese destes compostos ainda não foram elucidadas, mas estudos relacionados ao metabolismo secundário de plantas indicam o envolvimento de membros da família gênica das citocromos P45s (Cyt P45) No intuito de caracterizar aspectos bioquímicos e genéticos da biossíntese destes compostos, foram realizadas caracterizações bioquímicas de diterpenos em frutos de café e a caracterização molecular de genes da família das P45s em Coffea spp Foram quantificados por CLAE os teores de Caf e Cav em: i) botão floral, flor e perisperma de frutos (3 e 21DAF e ii) frutos com 12DAF tratados com metil jasmonato 2µM (MJ) Há um pico de concentração de Cav em perisperma de frutos aos 12DAF (284% mais caveol do que em 9DAF), com queda acentuada aos 15DAF e 396% mais Caf em 12DAF do que em 15DAF Há uma inversão nas concentrações de Caf e Cav do botão floral/flor (predomínio de Caf) para os frutos (predomínio de Cav) A concentração de diterpenos em frutos (12DAF) tratados com 2µM metil jasmonato (MJ) foi determinada durante o período de 24, 48 e 96 horas Frutos após 48 horas do tratamento com MJ apresentaram a maior diferença na concentração de diterpenos em relação aos frutos não tratados com um aumento de 48 e 19% de Caf e Cav, respectivamente Neste trabalho foram também identificadas 84 Cyt P45s transcricionalmente ativas em Coffea spp, provenientes de sequências ESTs do Projeto Brasileiro Genoma Café Destes, oito genes candidatos foram escolhidos para avaliação transcricional por qPCR em folhas, flores e frutos em 3 períodos de desenvolvimento (9DAF, 12DAF e 15DAF) Sete genes apresentaram expressão diferencial entre os tecidos analisados, Os contigs C22_1 e C25_1 expressaram mais em folhas e apresentaram baixa atividade transcricional nos demais tecidos analisados Por outro lado os contigs C19_2, C28_1 e C37_2 tiveram uma alta expressão relativa em flor enquanto que os contigs C33_1 e C17_1 apresentaram uma expressão maior em frutos com 9DAF Esses últimos cinco contigs têm grande potencial de estarem envolvidos nas etapas finais da via metabólica de Caf e Cav |
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