Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alencar, Amanda Santos de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7916
Resumo: Although several protocols for in vitro organogenesis induction and in vitro somatic embryogenesis have been established for eggplant, the molecular mechanisms that control these processes are poorly understood. In this work, the MSAP (Methylation Sensitive Amplified Polymorphism) technique was applied to organogenic and embryogenic calli at different developmental stages in order to identify possible epigenetic differences between the two regeneration pathways. The in vitro culture system used displays simultaneous development of both callus types in different regions of cotyledon explants in response to the same growth regulator. Eggplant seeds cv. Florida Market were washed with sodium hypochlorite and germinated in MS½ medium (half salt concentration). After 21 days, cotyledon segments were excised and inoculated in MS + BAP 5 mg/L solidified medium. DNA was extracted from the original explant and from calli formed after 7, 10 and 14 days of culture. For MSAP analysis, the DNA was digested with EcoR I, Msp I and Hpa II, followed by adapters ligation, preamplification and selective amplification with 19 primer combinations. Electrophoresis was performed on 6% denaturing polyacrylamide gels and stained with silver. Among the 19 primers tested, 15 had an analyzable band pattern, with a total of 715 bands. Considering the entire primer set, total methylation corresponded to 43.9% of epigenetic events, followed by demethylation (26.96%), external methylation (20.63%) and internal methylation (8.9%). The two types of calli showed different of complete methylation dynamics along the culture period. Changes in band patterns along the culture period (0, 7, 10 and 14 days) and polymorphisms between organogenic and embryogenic calli were observed in 11 primers. A total of 34 potential epigenetic markers associated with each regeneration pathway were visualized. The combination of EcoR I + CAG x Msp I - Hpa II + GTCA primers showed 188 amplified fragments, of which 22 were polymorphic, being considered the best performance among the tested primers. The reconstruction of the genomic sequence comprehended of the 5'-CCGG-3' cut site and the selective Msp I-Hpa II + GTCA primer forms the 5'-CGGTCA-3' motif. Database search results indicated that this motif corresponds to the part of the recognition sequence of the LFY (LEAFY) DNA binding domain in Arabidopsis thaliana, which is involved with the differentiation and identity of floral meristems, acting as a factor of transcription. Thus, it can be concluded that the MSAP technique can be used for the detection of specific methylation patterns in eggplant embryogenic and organogenic calli. MSAP can also be applied in a targeted manner by constructing selective primers with motifs of interest, allowing the inference of the activity of genes present in the primer fragment.
id UERJ_ad43e70c917e6724c85f29cf3abed3f0
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/7916
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Oliveira, Elisabeth Atalla Mansur dehttp://lattes.cnpq.br/7809321078544787Silva, Jaqueline Gusmão dahttp://lattes.cnpq.br/1809602308412693Almeida, Georgia Pacheco Peters dehttp://lattes.cnpq.br/1212960501180208Salgueiro, Fabianohttp://lattes.cnpq.br/1666081420564041Martins, Gilberto Sachettohttp://lattes.cnpq.br/9837547267116437http://lattes.cnpq.br/6844809244302622Alencar, Amanda Santos de2021-01-05T18:23:42Z2019-10-222019-08-09ALENCAR, Amanda Santos de. Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela). 2019. 93 f. Dissertação (Mestrado em Conservação e Utilização da Biodiversidade) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7916Although several protocols for in vitro organogenesis induction and in vitro somatic embryogenesis have been established for eggplant, the molecular mechanisms that control these processes are poorly understood. In this work, the MSAP (Methylation Sensitive Amplified Polymorphism) technique was applied to organogenic and embryogenic calli at different developmental stages in order to identify possible epigenetic differences between the two regeneration pathways. The in vitro culture system used displays simultaneous development of both callus types in different regions of cotyledon explants in response to the same growth regulator. Eggplant seeds cv. Florida Market were washed with sodium hypochlorite and germinated in MS½ medium (half salt concentration). After 21 days, cotyledon segments were excised and inoculated in MS + BAP 5 mg/L solidified medium. DNA was extracted from the original explant and from calli formed after 7, 10 and 14 days of culture. For MSAP analysis, the DNA was digested with EcoR I, Msp I and Hpa II, followed by adapters ligation, preamplification and selective amplification with 19 primer combinations. Electrophoresis was performed on 6% denaturing polyacrylamide gels and stained with silver. Among the 19 primers tested, 15 had an analyzable band pattern, with a total of 715 bands. Considering the entire primer set, total methylation corresponded to 43.9% of epigenetic events, followed by demethylation (26.96%), external methylation (20.63%) and internal methylation (8.9%). The two types of calli showed different of complete methylation dynamics along the culture period. Changes in band patterns along the culture period (0, 7, 10 and 14 days) and polymorphisms between organogenic and embryogenic calli were observed in 11 primers. A total of 34 potential epigenetic markers associated with each regeneration pathway were visualized. The combination of EcoR I + CAG x Msp I - Hpa II + GTCA primers showed 188 amplified fragments, of which 22 were polymorphic, being considered the best performance among the tested primers. The reconstruction of the genomic sequence comprehended of the 5'-CCGG-3' cut site and the selective Msp I-Hpa II + GTCA primer forms the 5'-CGGTCA-3' motif. Database search results indicated that this motif corresponds to the part of the recognition sequence of the LFY (LEAFY) DNA binding domain in Arabidopsis thaliana, which is involved with the differentiation and identity of floral meristems, acting as a factor of transcription. Thus, it can be concluded that the MSAP technique can be used for the detection of specific methylation patterns in eggplant embryogenic and organogenic calli. MSAP can also be applied in a targeted manner by constructing selective primers with motifs of interest, allowing the inference of the activity of genes present in the primer fragment.Embora diversos protocolos para a indução de organogênese e embriogênese somática in vitro tenham sido estabelecidos para a berinjela, os mecanismos moleculares que controlam esses processos são pouco compreendidos. Neste trabalho, a técnica MSAP (Methylation Sensitive Amplified Polymorphism) foi aplicada em calos organogênicos e embriogênicos em diferentes estágios de desenvolvimento, a fim de identificar possíveis diferenças epigenéticas entre as duas vias de regeneração. O sistema de cultivo in vitro utilizado caracteriza-se por apresentar o desenvolvimento simultâneo de ambos os tipos de calos em diferentes regiões de explantes cotiledonares em resposta ao mesmo regulador de crescimento. Sementes de berinjela cv. Florida Market foram descontaminadas com hipoclorito de sódio e inoculadas em meio MS½ (concentração de sais pela metade). Após 21 dias, segmentos cotiledonares foram excisados e inoculados em meio sólido MS + BAP 5 mg/L. O DNA foi extraído do explante original e de calos formados após 7, 10 e 14 dias de cultura. Para a análise MSAP, o DNA foi digerido com EcoR I, Msp I e Hpa II, seguido pela ligação de adaptadores, pré-amplificação e amplificação seletiva com 19 combinações de primers. A eletroforese foi realizada em géis de poliacrilamida desnaturante a 6% e corados com nitrato de prata. Entre os 19 primers testados, 15 tiveram um padrão de banda analisável, com um total de 715 bandas. Considerando todos os primers, a metilação total correspondeu a 43,9% dos eventos epigenéticos, seguida de demetilação (26,96%), metilação externa (20,63%) e metilação interna (8,9%). Os dois tipos de calos apresentaram diferentes dinâmicas de taxas de metilação completa ao longo do tempo de cultura. Mudanças nos padrões de bandas ao longo do período de cultivo (0, 7, 10 e 14 dias) e polimorfismos entre os calos organogênicos e embriogênicos foram observadas em 11 primers, e um total de 34 potenciais marcadores epigenéticos associados a cada via de regeneração foram visualizados. A combinação de primers EcoR I + CAG x Msp I - Hpa II + GTCA apresentou 188 fragmentos amplificados, dos quais 22 polimórficos, sendo considerado o melhor desempenho entre os primers testados. A reconstrução da sequência genômica compreendida pelo sítio de corte 5'-CCGG-3' e pelo primer seletivo Msp I-Hpa II + GTCA forma o motif 5'-CGGTCA-3'. Resultados de busca em bancos de dados apontaram que este motif corresponde à parte da sequência de reconhecimento do domínio de ligação ao DNA da proteína LFY (LEAFY) em Arabidopsis thaliana, que está envolvida com a diferenciação e identidade de meristemas florais, atuando como fator de transcrição. Deste modo conclui-se que a técnica de MSAP pode ser utilizada para a detecção de padrões de metilação específicos em calos organogênicos e embriogênicos de berinjela. O MSAP também pode ser aplicado de modo direcionado por meio da construção de primers seletivos com motifs de interesse, possibilitando a inferência da atividade de genes presentes no fragmento compreendido pelo primer.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:23:42Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Amanda de Alencar.pdf: 1666925 bytes, checksum: 9132e300499c6cb6a6bd9a67c52e5d05 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-05T18:23:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Amanda de Alencar.pdf: 1666925 bytes, checksum: 9132e300499c6cb6a6bd9a67c52e5d05 (MD5) Previous issue date: 2019-08-09Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Biologia VegetalUERJBRCentro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara GomesCallogenesisSimultaneous inductionBAPMSAPLFYCalogêneseIndução simultâneaBAPMSAPLFYBerinjelaGenética vegetalBerinjelaCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICAAlterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)Epigenetic changes in in vitro morphogenesis: a comparative study of DNA methylation patterns during organogenesis and somatic embryogenesis in Solanum melongena L. (eggplant)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertacao_Amanda de Alencar.pdfapplication/pdf1666925http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/7916/1/Dissertacao_Amanda+de+Alencar.pdf9132e300499c6cb6a6bd9a67c52e5d05MD511/79162024-02-26 15:49:12.899oai:www.bdtd.uerj.br:1/7916Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-26T18:49:12Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Epigenetic changes in in vitro morphogenesis: a comparative study of DNA methylation patterns during organogenesis and somatic embryogenesis in Solanum melongena L. (eggplant)
title Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)
spellingShingle Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)
Alencar, Amanda Santos de
Callogenesis
Simultaneous induction
BAP
MSAP
LFY
Calogênese
Indução simultânea
BAP
MSAP
LFY
Berinjela
Genética vegetal
Berinjela
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA
title_short Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)
title_full Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)
title_fullStr Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)
title_full_unstemmed Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)
title_sort Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela)
author Alencar, Amanda Santos de
author_facet Alencar, Amanda Santos de
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Oliveira, Elisabeth Atalla Mansur de
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7809321078544787
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Silva, Jaqueline Gusmão da
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1809602308412693
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Almeida, Georgia Pacheco Peters de
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1212960501180208
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Salgueiro, Fabiano
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1666081420564041
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Martins, Gilberto Sachetto
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9837547267116437
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6844809244302622
dc.contributor.author.fl_str_mv Alencar, Amanda Santos de
contributor_str_mv Oliveira, Elisabeth Atalla Mansur de
Silva, Jaqueline Gusmão da
Almeida, Georgia Pacheco Peters de
Salgueiro, Fabiano
Martins, Gilberto Sachetto
dc.subject.eng.fl_str_mv Callogenesis
Simultaneous induction
BAP
MSAP
LFY
topic Callogenesis
Simultaneous induction
BAP
MSAP
LFY
Calogênese
Indução simultânea
BAP
MSAP
LFY
Berinjela
Genética vegetal
Berinjela
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA
dc.subject.por.fl_str_mv Calogênese
Indução simultânea
BAP
MSAP
LFY
Berinjela
Genética vegetal
Berinjela
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA
description Although several protocols for in vitro organogenesis induction and in vitro somatic embryogenesis have been established for eggplant, the molecular mechanisms that control these processes are poorly understood. In this work, the MSAP (Methylation Sensitive Amplified Polymorphism) technique was applied to organogenic and embryogenic calli at different developmental stages in order to identify possible epigenetic differences between the two regeneration pathways. The in vitro culture system used displays simultaneous development of both callus types in different regions of cotyledon explants in response to the same growth regulator. Eggplant seeds cv. Florida Market were washed with sodium hypochlorite and germinated in MS½ medium (half salt concentration). After 21 days, cotyledon segments were excised and inoculated in MS + BAP 5 mg/L solidified medium. DNA was extracted from the original explant and from calli formed after 7, 10 and 14 days of culture. For MSAP analysis, the DNA was digested with EcoR I, Msp I and Hpa II, followed by adapters ligation, preamplification and selective amplification with 19 primer combinations. Electrophoresis was performed on 6% denaturing polyacrylamide gels and stained with silver. Among the 19 primers tested, 15 had an analyzable band pattern, with a total of 715 bands. Considering the entire primer set, total methylation corresponded to 43.9% of epigenetic events, followed by demethylation (26.96%), external methylation (20.63%) and internal methylation (8.9%). The two types of calli showed different of complete methylation dynamics along the culture period. Changes in band patterns along the culture period (0, 7, 10 and 14 days) and polymorphisms between organogenic and embryogenic calli were observed in 11 primers. A total of 34 potential epigenetic markers associated with each regeneration pathway were visualized. The combination of EcoR I + CAG x Msp I - Hpa II + GTCA primers showed 188 amplified fragments, of which 22 were polymorphic, being considered the best performance among the tested primers. The reconstruction of the genomic sequence comprehended of the 5'-CCGG-3' cut site and the selective Msp I-Hpa II + GTCA primer forms the 5'-CGGTCA-3' motif. Database search results indicated that this motif corresponds to the part of the recognition sequence of the LFY (LEAFY) DNA binding domain in Arabidopsis thaliana, which is involved with the differentiation and identity of floral meristems, acting as a factor of transcription. Thus, it can be concluded that the MSAP technique can be used for the detection of specific methylation patterns in eggplant embryogenic and organogenic calli. MSAP can also be applied in a targeted manner by constructing selective primers with motifs of interest, allowing the inference of the activity of genes present in the primer fragment.
publishDate 2019
dc.date.available.fl_str_mv 2019-10-22
dc.date.issued.fl_str_mv 2019-08-09
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-05T18:23:42Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ALENCAR, Amanda Santos de. Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela). 2019. 93 f. Dissertação (Mestrado em Conservação e Utilização da Biodiversidade) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7916
identifier_str_mv ALENCAR, Amanda Santos de. Alterações epigenéticas na morfogênese in vitro: estudo comparativo de padrões de metilação de DNA durante a organogênese e a embriogênese somática em Solanum melongena L. (berinjela). 2019. 93 f. Dissertação (Mestrado em Conservação e Utilização da Biodiversidade) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7916
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/7916/1/Dissertacao_Amanda+de+Alencar.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 9132e300499c6cb6a6bd9a67c52e5d05
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1792352280901582848