Genômica estrutural, comparativa e funcional de genes codificadores de helicases expressos em pinhão-manso (Jatropha curcas L.) sob estresse salino
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Data de Publicação: | 2024 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/56184 |
Resumo: | O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) é uma oleaginosa não comestível com potencial para produção de biodiesel. Apesar de tolerante à seca, o pinhão-manso é sensível a salinidade do solo, um dos principais estresses abióticos. Quando submetidas a estresses, o metabolismo das plantas recorre a uma variedade de grupos gênicos que irão atuar para manter o equilíbrio celular. Dentre esses grupos gênicos, as helicases têm sido associadas a vias de tolerância a estresses. Logo, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar os genes helicase de pinhão- manso e avaliar sua resposta a salinidade. Foram identificados 130 genes codificadores de helicases para pinhão-manso. Destes, 79 codificam RNA helicases, 25 DNA helicases e 26 remodeladores da cromatina. Todas as helicases de pinhão- manso compartilham o core conservado, que consiste na presença dos motivos Walker A e Walker B dispostos em dois domínios centrais. As regiões promotoras desses genes apresentaram candidatos a elementos cis regulatórios importantes no contexto de respostas a estresses abióticos, tais como Dof-type, AP2-ERF, HD-ZIP, WRKY, bHLH dentre outros. Dados de RNA-Seq permitiram identificar 103 transcritos helicase diferencialmente expressos (p-value < 0.0001; FDR < 0.005) a estímulo de salinidade (150 mM de NaCl por três horas). Redes PPI evidenciaram uma variedade de processos envolvendo essas helicases incluindo vias de splicing, reparo do DNA, biogênese ribossomal, turnover de RNAs e proteínas, síntese de fosfoinositídeos, transporte vesicular, manutenção de cloroplastos e mitocôndrias dentre outros. Estes resultados podem auxiliar o desenvolvimento de marcadores associados a tolerância a salinidade nos programas de melhoramento genético de plantas. |
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Dentre esses grupos gênicos, as helicases têm sido associadas a vias de tolerância a estresses. Logo, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar os genes helicase de pinhão- manso e avaliar sua resposta a salinidade. Foram identificados 130 genes codificadores de helicases para pinhão-manso. Destes, 79 codificam RNA helicases, 25 DNA helicases e 26 remodeladores da cromatina. Todas as helicases de pinhão- manso compartilham o core conservado, que consiste na presença dos motivos Walker A e Walker B dispostos em dois domínios centrais. As regiões promotoras desses genes apresentaram candidatos a elementos cis regulatórios importantes no contexto de respostas a estresses abióticos, tais como Dof-type, AP2-ERF, HD-ZIP, WRKY, bHLH dentre outros. Dados de RNA-Seq permitiram identificar 103 transcritos helicase diferencialmente expressos (p-value < 0.0001; FDR < 0.005) a estímulo de salinidade (150 mM de NaCl por três horas). Redes PPI evidenciaram uma variedade de processos envolvendo essas helicases incluindo vias de splicing, reparo do DNA, biogênese ribossomal, turnover de RNAs e proteínas, síntese de fosfoinositídeos, transporte vesicular, manutenção de cloroplastos e mitocôndrias dentre outros. Estes resultados podem auxiliar o desenvolvimento de marcadores associados a tolerância a salinidade nos programas de melhoramento genético de plantas.FACEPEPhysic nut (Jatropha curcas L.) is a non edible oilseed that has potential for biodiesel production. Despite being drought tolerant, physic nut plants are sensitive to soil salinity, one of the main abiotic stresses. When subjected to stress, plant metabolism resorts to a variety of gene groups that will act to maintain cellular balance and thus ensure the survival of these organisms. Among these gene groups, helicases have been associated with stress tolerance pathways. The objective of this work was to identify and characterize the Jatropha curcas helicase genes and evaluate their response to salinity. Therefore, 130 genes encoding helicases were identified for Jatropha curcas. Of these, 79 encode RNA helicases, 25 DNA helicases and 26 chromatin remodelers. All Jatropha curcas helicases share the conserved core, which consists of the presence of the Walker A and Walker B motifs arranged in two central domains. The promoter regions of these genes presented candidates for important cis- regulatory elements in the context of responses to abiotic stresses, such as Dof-type, AP2-ERF, HD-ZIP, WRKY, bHLH among others. RNA-Seq data allowed the identification of 103 differentially expressed helicase transcripts (DEs; p-value < 0.0001; FDR < 0.005) under salinity stimulation (150 mM NaCl for three hours). Protein-protein interactions (PPI) networks have highlighted a variety of processes involving these helicases, including splicing pathways, chromatin remodeling, DNA repair, ribosomal biogenesis, RNA and protein turnover, phosphoinositide synthesis, vesicular transport, maintenance chloroplasts and mitochondria, among others. These results can help the development of markers associated with salinity tolerance in plant genetic improvement programs.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Genetica e Biologia MolecularUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEuphorbiaceaeRNA helicaseDNA helicaseBioinformáticaTranscriptômicaEstresse abióticoGenômica estrutural, comparativa e funcional de genes codificadores de helicases expressos em pinhão-manso (Jatropha curcas L.) sob estresse salinoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/56184/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALTESE Rahisa Helena da Silva.pdfTESE Rahisa Helena da Silva.pdfapplication/pdf12354968https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/56184/1/TESE%20Rahisa%20Helena%20da%20Silva.pdf3551da9037e534a9408e45131c6ea7bfMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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