Modificadores epigenéticos : genômica estrutural e funcional em plantas submetidas a diferentes tipos de condições estressantes
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Data de Publicação: | 2022 |
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Resumo: | Dentre as diversas culturas vegetais mais produzidas no Brasil, destacam-se a uva (Vitis vinifera L.) e o feijão-caupi (Vigna unguiculata L.) com elevados índices de produção anual, apresentando relevante importância social e econômica. Entretanto, a produtividade dessas culturas é frequentemente afetada, devido à ocorrência de estresses. Nesse contexto, as modificações epigenéticas compreendem ampla funcionalidade, sendo os processos de (de)metilação de DNA, (de)metilação das histonas e (de)acetilação das histonas, incluindo aquelas participantes diretos no mecanismo de combate ao estresse (a)biótico. Esses processos são desenvolvidos pelas enzimas metiltransferases (MTases) e demetilases (dMTases) de DNA; metiltransferase (SDGs) e demetilases (JMJs) de histonas; e acetiltransferases (HATs) e desacetilases (HDACs) de histonas. O presente trabalho teve como objetivo analisar essas enzimas mediante abordagens de genômica e transcriptômica. Essas enzimas foram analisadas considerando suas características estruturais, distribuição genômica, mecanismos de expansão genômica e conservação entre outras espécies vegetais, além dos padrões de expressão frente aos estresses biótico e abiótico. Bibliotecas de RNA- Seq de acessos contrastantes da videira [genótipo resistentes (IAC-572) e suscetível (Red Globe)] ao estresse biótico, bem como bibliotecas de RNA-Seq de feijão-caupi sob estresse biótico (injúria mecânica seguida de inoculação viral) e abiótico (desidratação radicular) foram analisadas. As enzimas identificadas no genoma da videira (MTases e dMTases) e do feijão-caupi (SDGs, JMJs, HATs e HDACs) apresentaram, em sua maioria, conservação de suas respectivas estruturas. Além disso, um alto índice de conservação dessas enzimas foi observado nos genomas de diferentes espécies vegetais. Os elementos cis- regulatórios identificados nos promotores foram associados a diferentes TFs que estão intimamente relacionados à resposta vegetal sob condições adversas. Os dados de expressão gênica para acessos contrastantes de videira indicaram que os transcritos induzidos podem auxiliar em uma estratégia molecular no genótipo resistente da videira analisado nesse estudo, uma vez que uma maior indução de modificadores epigenéticos foi observada nesse genótipo quando comparado ao genótipo suscetível. Os dados de RNA-Seq do feijão-caupi apontam para uma maior indução de modificadores epigenéticos na resposta a desidratação radicular, comparativamente ao ensaio de injúria mecânica seguida de inoculação viral. Em suma, os resultados gerados nesse estudo agregam valor ao entendimento da dinâmica desses modificadores epigenéticos na resposta de vegetais a estresse, evidenciando sua pluralidade estrutural e funcional. |
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VIANA, Jéssica Barbara Vieirahttp://lattes.cnpq.br/9029603049156486http://lattes.cnpq.br/7796654028353519http://lattes.cnpq.br/3469639319752593BENKO-ISEPPON, Ana MariaFERREIRA NETO, José Ribamar Costa2022-09-22T13:17:05Z2022-09-22T13:17:05Z2022-04-08VIANA, Jéssica Barbara Vieira. Modificadores epigenéticos: genômica estrutural e funcional em plantas submetidas a diferentes tipos de condições estressantes. 2022. Tese (Doutorado em Genética) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46650Dentre as diversas culturas vegetais mais produzidas no Brasil, destacam-se a uva (Vitis vinifera L.) e o feijão-caupi (Vigna unguiculata L.) com elevados índices de produção anual, apresentando relevante importância social e econômica. Entretanto, a produtividade dessas culturas é frequentemente afetada, devido à ocorrência de estresses. Nesse contexto, as modificações epigenéticas compreendem ampla funcionalidade, sendo os processos de (de)metilação de DNA, (de)metilação das histonas e (de)acetilação das histonas, incluindo aquelas participantes diretos no mecanismo de combate ao estresse (a)biótico. Esses processos são desenvolvidos pelas enzimas metiltransferases (MTases) e demetilases (dMTases) de DNA; metiltransferase (SDGs) e demetilases (JMJs) de histonas; e acetiltransferases (HATs) e desacetilases (HDACs) de histonas. O presente trabalho teve como objetivo analisar essas enzimas mediante abordagens de genômica e transcriptômica. Essas enzimas foram analisadas considerando suas características estruturais, distribuição genômica, mecanismos de expansão genômica e conservação entre outras espécies vegetais, além dos padrões de expressão frente aos estresses biótico e abiótico. Bibliotecas de RNA- Seq de acessos contrastantes da videira [genótipo resistentes (IAC-572) e suscetível (Red Globe)] ao estresse biótico, bem como bibliotecas de RNA-Seq de feijão-caupi sob estresse biótico (injúria mecânica seguida de inoculação viral) e abiótico (desidratação radicular) foram analisadas. As enzimas identificadas no genoma da videira (MTases e dMTases) e do feijão-caupi (SDGs, JMJs, HATs e HDACs) apresentaram, em sua maioria, conservação de suas respectivas estruturas. Além disso, um alto índice de conservação dessas enzimas foi observado nos genomas de diferentes espécies vegetais. Os elementos cis- regulatórios identificados nos promotores foram associados a diferentes TFs que estão intimamente relacionados à resposta vegetal sob condições adversas. 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However, the productivity of these crops is often affected, due to the occurrence of stresses. In this context, epigenetic modifications comprise broad functionality, through the processes of (de)methylation of DNA, (de)methylation of histones and (de)acetylation of histones, including those directly participating in response against (a)biotic stress. These processes are carried out by DNA methyltransferases (MTases) and DNA demethylases (dMTases); methyltransferase (SDGs), histone demethylases (JMJs); histone acetyltransferases (HATs) and deacetylases (HDACs). The present work aimed to analyze these enzymes through genomics and transcriptomics approaches. These enzymes were analyzed considering their structural characteristics, genomic distribution, mechanisms of genomic expansion and conservation among plant species, in addition to expression patterns in response to biotic and abiotic stresses. RNA-Seq libraries from contrasting grapevine accessions [genotype resistant (IAC-572) and susceptible (Red Globe)] to biotic stress, as well as cowpea’s RNA-Seq libraries under biotic stress (mechanical injury followed by viral inoculation) and abiotic (root dehydration) were analyzed. The enzymes identified in the grapevine (MTases and dMTases) and cowpea (SDGs, JMJs, HATs and HDACs) genomes, showed mostly conservation of their structures. In addition, a high rate of conservation of these enzymes was observed in the genomes of different plant species. The cis-regulatory elements identified in the promoters were associated with TFs that are closely related to the plant response under adverse conditions. The gene expression data for the contrasting grapevine accessions indicated that the induced transcripts may assist in a molecular strategy in the resistant grapevine genotype analyzed in this study. A greater induction of epigenetic modifiers was observed in this genotype when compared to the susceptible genotype. The Cowpea RNA-Seq data indicate a greater induction of epigenetic modifiers in the response to root dehydration, when compared to the mechanical injury assay followed by viral inoculation. In short, the results generated in this study add value to the understanding of the dynamics of these epigenetic modifiers in the plant response to stress, evidencing their structural and functional plurality.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em GeneticaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessGenética vegetalPlantasBioinformáticaModificadores epigenéticos : genômica estrutural e funcional em plantas submetidas a diferentes tipos de condições estressantesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTTESE Jéssica Barbara Vieira Viana.pdf.txtTESE Jéssica Barbara Vieira Viana.pdf.txtExtracted texttext/plain383450https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46650/4/TESE%20J%c3%a9ssica%20Barbara%20Vieira%20Viana.pdf.txt90a981b6d1a7892a378efb75181de3f0MD54THUMBNAILTESE Jéssica Barbara Vieira Viana.pdf.jpgTESE Jéssica Barbara Vieira Viana.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1177https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46650/5/TESE%20J%c3%a9ssica%20Barbara%20Vieira%20Viana.pdf.jpg3d4d6544ba9c29857b6ec85d40726e8dMD55ORIGINALTESE Jéssica Barbara Vieira Viana.pdfTESE Jéssica Barbara Vieira Viana.pdfapplication/pdf6536568https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46650/1/TESE%20J%c3%a9ssica%20Barbara%20Vieira%20Viana.pdf5f0ceec3d20e5271099cbd75ae211cedMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46650/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46650/3/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD53123456789/466502022-09-23 03:26:12.257oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-09-23T06:26:12Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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