Fenômica e integração de transcritômica e metabolômica na análise das respostas de Gliricidia sepium (Jacq.) Steud. E Portulaca oleracea L. ao estresse salino

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Thalliton Luiz Carvalho da
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/48315
Resumo: Soil salinity is one of the abiotic stresses that most threaten agriculture. This stress is present in over 100 countries around the world. Due to an estimated global population increase to around 9 billion people in 2050, and the consequent increase in the demand for agricultural products, the pressure to use these areas has increased. The general objective of the present study was to apply single and integrated analysis strategies of omics data from transcriptomics and metabolomics to gain knowledge about the molecular mechanisms responsible for the salinity tolerance observed in Gliricidia sepium and Portulaca oleracea. To this end, data from the "Sal da Terra" database, belonging to the RD&I program of the same name developed at Embrapa Agroenergia, was used, which includes phenomic, ionomic, genomic, transcriptomic (mRNA and microRNA), metabolomic and proteomic data featuring the response of oil palm (Elaeis guineensis), purslane (Portulaca oleracea) and gliricidia (Gliricidia sepium) to salt stress. The transcriptome samples were submitted to an RNA-Seq analysis using an Illumina HiSeq platform using the paired-end strategy and the data analysis with the OmicsBox software version 1.3. Metabolome samples were analyzed on a UHPLC system equipped with a reversed-phase column. High-resolution mass spectrometry (HRMS) was performed on a Q-TOF analyzer using an electrospray source in ESI (+) - MS and ESI (-) - MS. The acquired data was pre-processed using XCMS Online and later exported to MetaboAnalyst for statistical analysis, annotation, and observation of metabolic pathways. The Omics Fusion platform was used to perform the integrative analysis between transcripts and metabolites. The results have allowed us to correlate and differentiate groups of plants subjected to salt stress, revealing genes/transcripts, metabolites, and responsive pathways to this stress, both in gliricidia and purslane.
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The general objective of the present study was to apply single and integrated analysis strategies of omics data from transcriptomics and metabolomics to gain knowledge about the molecular mechanisms responsible for the salinity tolerance observed in Gliricidia sepium and Portulaca oleracea. To this end, data from the "Sal da Terra" database, belonging to the RD&I program of the same name developed at Embrapa Agroenergia, was used, which includes phenomic, ionomic, genomic, transcriptomic (mRNA and microRNA), metabolomic and proteomic data featuring the response of oil palm (Elaeis guineensis), purslane (Portulaca oleracea) and gliricidia (Gliricidia sepium) to salt stress. The transcriptome samples were submitted to an RNA-Seq analysis using an Illumina HiSeq platform using the paired-end strategy and the data analysis with the OmicsBox software version 1.3. Metabolome samples were analyzed on a UHPLC system equipped with a reversed-phase column. High-resolution mass spectrometry (HRMS) was performed on a Q-TOF analyzer using an electrospray source in ESI (+) - MS and ESI (-) - MS. The acquired data was pre-processed using XCMS Online and later exported to MetaboAnalyst for statistical analysis, annotation, and observation of metabolic pathways. The Omics Fusion platform was used to perform the integrative analysis between transcripts and metabolites. The results have allowed us to correlate and differentiate groups of plants subjected to salt stress, revealing genes/transcripts, metabolites, and responsive pathways to this stress, both in gliricidia and purslane.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A salinidade do solo é um dos estresses abióticos que mais ameaçam a agricultura. Este estresse está presente em mais de 100 países ao redor do mundo. Devido a estimativa de um aumento populacional mundial para cerca de 9 bilhões de pessoas em 2050 e, consequentemente, um aumento da demanda por produtos agrícolas, a pressão para a utilização dessas áreas tem aumentado. O objetivo geral do presente estudo foi aplicar estratégias de análise individual e integrada de dados ômicos provenientes de transcritômica e metabolômica visando ganhar conhecimento sobre os mecanismos moleculares responsáveis pela tolerância à salinidade observada em Gliricidia sepium e Portulaca oleracea. Para tal, foram utilizados dados do banco de dados “Sal da Terra”, pertencentes ao programa de PD&I de mesmo nome desenvolvido na Embrapa Agroenergia, que contempla dados de fenômica, ionômica, genômica, transcritômica (mRNA e microRNA), metabolômica e proteômica caracterizando a resposta de dendê (Elaeis guineensis), beldroega (Portulaca oleracea) e gliricídia (Gliricidia sepium) ao estresse salino. As amostras do transcritoma foram submetidas a uma análise de RNA-Seq usando uma plataforma Illumina HiSeq e a estratégia “paired-end”, a análise dos dados foi feita com o software OmicsBox versão 1.3. As amostras de metaboloma foram analisadas em um sistema UHPLC equipado com uma coluna de fase reversa. A espectrometria de massa de alta resolução (HRMS) foi realizada em um analisador Q-TOF usando fonte de eletrospray em ESI (+) - MS e ESI (-) - MS. Os dados adquiridos foram pré-processados usando o XCMS Online e posteriormente exportados para o MetaboAnalyst para análises estatísticas, anotação e observação das vias metabólicas. A plataforma Omics Fusion, foi utilizada para realizar a análise integrativa entre transcritos e metabólitos. Os resultados alcançados permitiram correlacionar e diferenciar grupos de plantas submetidas ao estresse salino, revelando genes / transcritos, metabólitos e vias responsivas a este estresse tanto em gliricídia, quanto em beldroega.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia VegetalUFLAbrasilNão especifica vinculação com nenhum departamentoSouza Junior, Manoel TeixeiraValadares, Leonardo FonsecaSouza Júnior, Manoel TeixeiraValadares, Leonardo FonsecaSousa, Carlos Antônio Ferreira deSilva, Vivianny Nayse BeloSilva, Thalliton Luiz Carvalho da2021-10-05T17:48:39Z2021-10-05T17:48:39Z2021-10-052021-08-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, T. L. C. da. Fenômica e integração de transcritômica e metabolômica na análise das respostas de Gliricidia sepium (Jacq.) Steud. E Portulaca oleracea L. ao estresse salino. 2021. 56463 p. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia Vegetal) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/48315porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-04-12T14:13:10Zoai:localhost:1/48315Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-04-12T14:13:10Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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