Transcriptômica de proteínas de transporte de membrana em raiz de pinhão manso sob salinidade
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/42457 |
Resumo: | O pinhão manso (Jatropha curcas) é uma oleaginosa com grande potencial para a produção de biocombustíveis principalmente em regiões áridas. Entretanto é comum a ocorrência de solos salinos nessas áreas, o que compromete a produtividade dessa espécie. Proteínas de transporte de membrana (PTM) incluem diversas famílias multigênicas que desempenham papel importante na tolerância à salinidade. Assim, identificamos e analisamos a expressão do transportoma (várias famílias de PTM) em raízes de acessos contrastantes de pinhão manso (Jc171 e Jc183) sob salinidade (3h; 150 mM NaCl) via RNA-Seq. Por meio de alinhamento BLASTx (e- value ≤ 1e-10) e análise de domínio, identificamos 2279 potenciais transcritos PTM, associados a 61 famílias. As famílias F-ATPase (332), MC (Mitochondrial Carrier - 299), ABC (ATP-binding Cassette - 277) e MFS (Major Facilitator Superfamily - 182) destacaram-se por apresentarem os maiores números de transcritos identificados, representando aproximadamente 48% do transportoma. O número de unigenes diferencialmente expressos (DEGs) em Jc171 e Jc183 foi respectivamente, 116 e 01 (p-value ≤ 0,0001, FDR ≤ 0,005, Log2 FC ≥ 1 or ≤ -1). A não modulação dos genes cofidicadores de PTM pelo acesso Jc183 pode ter ocorrido por representar um genótipo tolerante a concentrações bem superiores de NaCl. A modulação transcricional foi notória pelo acesso Jc171 (sensível) no qual destaca-se a indução das famílias: MFS (08), MC (08) e F-ATPase (08) e MIP (Major Intrinsic Protein - 22). As F-ATPases atuam no sequestro vacuolar de Na+ e minimizam o estresse oxidativo, enquanto os transportadores mitocondriais (MC) reduzem os níveis de ROS mitocondral. Por sua vez, os transportadores de açúcar (MFS) reforçam o ajuste osmótico, a reabsorção de monossacarídeos e mantêm a estabilidade da membrana celular, enquanto as aquaporinas (MIP) contribuem para o acúmulo de prolina e enzimas antioxidantes, facilitando a desintoxicação de ROS. A família MIP, proteínas chamadas de aquaporinas (AQPs), apresentou o maior número de unigenes induzidos correspondentes às subfamílias: PIP (Plasma Membrane Intrinsic Proteins - 15), TIP (Tonoplast Intrinsic Proteins - 6) e SIP (Small Basic Intrinsic Proteins - 1). A regulação diferencial desses transportadores contribui para o ajuste osmótico, redução do estresse oxidativo e da toxicidade iônica; e manutenção do balanço hídrico sob condições salinas. Nosso trabalho demonstra a atuação dos genes PTM na resposta adaptativa do pinhão manso à salinidade. |
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Assim, identificamos e analisamos a expressão do transportoma (várias famílias de PTM) em raízes de acessos contrastantes de pinhão manso (Jc171 e Jc183) sob salinidade (3h; 150 mM NaCl) via RNA-Seq. Por meio de alinhamento BLASTx (e- value ≤ 1e-10) e análise de domínio, identificamos 2279 potenciais transcritos PTM, associados a 61 famílias. As famílias F-ATPase (332), MC (Mitochondrial Carrier - 299), ABC (ATP-binding Cassette - 277) e MFS (Major Facilitator Superfamily - 182) destacaram-se por apresentarem os maiores números de transcritos identificados, representando aproximadamente 48% do transportoma. O número de unigenes diferencialmente expressos (DEGs) em Jc171 e Jc183 foi respectivamente, 116 e 01 (p-value ≤ 0,0001, FDR ≤ 0,005, Log2 FC ≥ 1 or ≤ -1). A não modulação dos genes cofidicadores de PTM pelo acesso Jc183 pode ter ocorrido por representar um genótipo tolerante a concentrações bem superiores de NaCl. A modulação transcricional foi notória pelo acesso Jc171 (sensível) no qual destaca-se a indução das famílias: MFS (08), MC (08) e F-ATPase (08) e MIP (Major Intrinsic Protein - 22). As F-ATPases atuam no sequestro vacuolar de Na+ e minimizam o estresse oxidativo, enquanto os transportadores mitocondriais (MC) reduzem os níveis de ROS mitocondral. Por sua vez, os transportadores de açúcar (MFS) reforçam o ajuste osmótico, a reabsorção de monossacarídeos e mantêm a estabilidade da membrana celular, enquanto as aquaporinas (MIP) contribuem para o acúmulo de prolina e enzimas antioxidantes, facilitando a desintoxicação de ROS. A família MIP, proteínas chamadas de aquaporinas (AQPs), apresentou o maior número de unigenes induzidos correspondentes às subfamílias: PIP (Plasma Membrane Intrinsic Proteins - 15), TIP (Tonoplast Intrinsic Proteins - 6) e SIP (Small Basic Intrinsic Proteins - 1). A regulação diferencial desses transportadores contribui para o ajuste osmótico, redução do estresse oxidativo e da toxicidade iônica; e manutenção do balanço hídrico sob condições salinas. Nosso trabalho demonstra a atuação dos genes PTM na resposta adaptativa do pinhão manso à salinidade.CAPESCNPqPhysic nut (Jatropha curcas) is an oilseed with high potential for the production of biofuels, especially in arid regions. However, the common occurrence of saline soils in these areas compromises the productivity of this species. Membrane transport proteins (MTP) include several multigenic families that play an important role in ionic homeostasis and salt tolerance. Thus, we identify and analyze the expression of MTP genes in roots from contrasting accessions of J. curcas (Jc171 and Jc183) under salinity (3h; 150 mM NaCl) through RNA-Seq analyses. BLASTx alignment (e- value ≤ 1e-10) and domain analysis identify a transportome comprising 2,279 MTP transcripts (61 families). Among all families, F-ATPase (332), MC (Mitochondrial Carrier - 299), ABC (ATP-binding Cassette - 277) and MFS (Major Facilitator Superfamily - 182) stood out for presenting the highest number of identified transcripts (approximately 48% of transportome). Regarding the number of differentially expressed unigens (DEGs) in Jc171 and Jc183, it was found 116 and 01, respectively (p-value ≤ 0.0001, FDR ≤ 0.005, Log2 FC ≥ 1 or ≤ -1). The non- modulation of the MTP in the Jc183 accession may be attributed to its genotype tolerance to higher concentrations of NaCl. The transcriptional modulation was notorious to the Jc171 accession (sensitive), due the induction of the families: MFS (08), sulfate transporters, MC (08) and F-ATPase (08) and MIP (Major Intrinsic Protein - 22). The F-ATPases act in vacuolar Na+ sequestration and oxidative stress minimization, while mitochondrial carriers (MC family) minimize the mitochondrial ROS and oxidative stress. In turn, sugar transporters (MFS family) reinforce osmotic adjustment, monosaccharides reabsorption, and keep membrane stability, while aquaporins (MIP family) contribute to ROS detoxification, pointing proline and antioxidant enzymes. The MIP family, called aquaporins (AQPs), showed the highest number of induced unigens, which corresponded to the subfamilies: PIP (Plasma Membrane Intrinsic Proteins - 15), TIP (Tonoplast Intrinsic Proteins - 6) and SIP (Small Basic Intrinsic Proteins - 1). The differential regulation of these transporters contributes to the osmotic adjustment, reduction of oxidative stress and ionic toxicity; and maintaining water balance under saline conditions. Therefore, our work demonstrates the role of MTP genes in the adaptive response of physic nut to salinity.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencias BiologicasUFPEBrasilEuphorbiaceaeEstresse oxidativoProteínas de transporteTranscriptômica de proteínas de transporte de membrana em raiz de pinhão manso sob salinidadeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42457/2/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD52ORIGINALTESE Maria Fernanda da Costa Gomes.pdfTESE Maria Fernanda da Costa Gomes.pdfapplication/pdf2883973https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42457/1/TESE%20Maria%20Fernanda%20da%20Costa%20Gomes.pdf70ce4cca7bb4d989a36598223978afd0MD51TEXTTESE Maria Fernanda da Costa Gomes.pdf.txtTESE Maria Fernanda da Costa Gomes.pdf.txtExtracted texttext/plain191803https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42457/3/TESE%20Maria%20Fernanda%20da%20Costa%20Gomes.pdf.txtda734b1980d415c3798faee54bed632dMD53THUMBNAILTESE Maria Fernanda da Costa Gomes.pdf.jpgTESE Maria Fernanda da Costa Gomes.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1213https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42457/4/TESE%20Maria%20Fernanda%20da%20Costa%20Gomes.pdf.jpg230621f3625cd69287c53382f46af0e3MD54123456789/424572022-01-13 02:10:48.045oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-01-13T05:10:48Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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O pinhão manso (Jatropha curcas) é uma oleaginosa com grande potencial para a produção de biocombustíveis principalmente em regiões áridas. Entretanto é comum a ocorrência de solos salinos nessas áreas, o que compromete a produtividade dessa espécie. Proteínas de transporte de membrana (PTM) incluem diversas famílias multigênicas que desempenham papel importante na tolerância à salinidade. Assim, identificamos e analisamos a expressão do transportoma (várias famílias de PTM) em raízes de acessos contrastantes de pinhão manso (Jc171 e Jc183) sob salinidade (3h; 150 mM NaCl) via RNA-Seq. Por meio de alinhamento BLASTx (e- value ≤ 1e-10) e análise de domínio, identificamos 2279 potenciais transcritos PTM, associados a 61 famílias. As famílias F-ATPase (332), MC (Mitochondrial Carrier - 299), ABC (ATP-binding Cassette - 277) e MFS (Major Facilitator Superfamily - 182) destacaram-se por apresentarem os maiores números de transcritos identificados, representando aproximadamente 48% do transportoma. O número de unigenes diferencialmente expressos (DEGs) em Jc171 e Jc183 foi respectivamente, 116 e 01 (p-value ≤ 0,0001, FDR ≤ 0,005, Log2 FC ≥ 1 or ≤ -1). A não modulação dos genes cofidicadores de PTM pelo acesso Jc183 pode ter ocorrido por representar um genótipo tolerante a concentrações bem superiores de NaCl. A modulação transcricional foi notória pelo acesso Jc171 (sensível) no qual destaca-se a indução das famílias: MFS (08), MC (08) e F-ATPase (08) e MIP (Major Intrinsic Protein - 22). As F-ATPases atuam no sequestro vacuolar de Na+ e minimizam o estresse oxidativo, enquanto os transportadores mitocondriais (MC) reduzem os níveis de ROS mitocondral. Por sua vez, os transportadores de açúcar (MFS) reforçam o ajuste osmótico, a reabsorção de monossacarídeos e mantêm a estabilidade da membrana celular, enquanto as aquaporinas (MIP) contribuem para o acúmulo de prolina e enzimas antioxidantes, facilitando a desintoxicação de ROS. A família MIP, proteínas chamadas de aquaporinas (AQPs), apresentou o maior número de unigenes induzidos correspondentes às subfamílias: PIP (Plasma Membrane Intrinsic Proteins - 15), TIP (Tonoplast Intrinsic Proteins - 6) e SIP (Small Basic Intrinsic Proteins - 1). A regulação diferencial desses transportadores contribui para o ajuste osmótico, redução do estresse oxidativo e da toxicidade iônica; e manutenção do balanço hídrico sob condições salinas. Nosso trabalho demonstra a atuação dos genes PTM na resposta adaptativa do pinhão manso à salinidade. |
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