Transcritômica e proteômica aplicadas à prospecção de genes candidatos envolvidos na resposta de defesa aos estresses biótico e abiótico em Arachis spp

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martins, Andressa da Cunha Quintana
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/35477
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2019.
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spelling Transcritômica e proteômica aplicadas à prospecção de genes candidatos envolvidos na resposta de defesa aos estresses biótico e abiótico em Arachis sppAmendoim - cultivoAmendoim - melhoramento genéticoAmendoim - doenças e pragasArachis hipogaea L.Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2019.Muitos fatores bióticos e abióticos podem limitar a produtividade e a qualidade dos grãos de amendoim, especialmente considerando que essa cultura é amplamente cultivada nos trópicos semiáridos e por agricultores com poucos recursos. Tanto a seca quanto os nematoides das galhas (Meloidogyne spp.) são problemas que afetam não apenas a cultura do amendoim, mas também outras culturas, representando uma ameaça mundial à produção agrícola e a segurança alimentar. O amendoim (Arachis hypogaea) apresenta alta suscetibilidade a diferentes estresses ambientais e ataques de patógenos. Por outro lado, seus parentes silvestres apresentam maior adaptabilidade a ambientes adversos e resistência a inúmeros fitopatógenos, mostrando-se importantes fontes de resistência alélica aos estresses bióticos e abióticos para o melhoramento genético do amendoim. Neste estudo, proteínas obtidas a partir de tecidos radiculares tanto de plantas de A. duranensis submetidas a diminuição gradual de água no solo quanto de plantas de A. stenosperma inoculadas com nematoide das galhas, foram analisadas, assim como sua abundância diferencial em relação aos perfis de expressão de seus transcritos correspondentes obtidos por RNA-Seq e RT-qPCR. Utilizando a abordagem 2-DE, um total de 31 proteínas diferencialmente abundantes (DAPs) foram identificadas em raízes de A. duranensis e 21 em raízes de A. stenosperma. Além disso, 222 DAPs também foram identificadas pela análise 2D-NanoUPLC-MSE em raízes de A. stenosperma. A correlação entre a abundância proteica e a expressão do mRNA correspondente (in silico e in vitro) mostrou que enquanto a dinâmica de resposta ao estresse hídrico foi preferencialmente negativamente regulada em raízes estressadas de A. duranensis, em raízes de A. stenosperma infectadas com nematoide foi positivamente regulada. Entre as proteínas aqui identificadas, endoquitinase classe II e proteína tipo MLP-34, ambas responsivas à seca e a última responsiva ao ataque do nematoide, foram selecionadas para avaliação quanto ao efeito de sua superexpressão em resposta a esses estresses. A superexpressão dos genes de AdCht2 e AdsMLP34 conferiu redução na infecção ocasionada pelos nematoides. No entanto, a superexpressão do gene de AdCht2, único gene avaliado sob seca, não atribuiu tolerância a esse estresse. Além disso, este estudo demonstra a utilidade de estudos proteômicos e sua correlação com dados de transcrição, na identificação de genes e reguladores envolvidos na resposta de defesa ao estresse biótico e abiótico em espécies com relativamente poucos recursos genômicos como o Arachis. As proteínas identificadas são potencialmente úteis para o melhoramento genético do amendoim cultivado visando a tolerância à seca e a resistência ao ataque de patógenos.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), do Conselho Nacional de Pesquisas (CNPq) e da Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF).Many biotic and abiotic factors may limit the productivity and quality of peanut grains, especially considering that this crop is widely cultivated in the semi-arid tropics and by poor farmers. Both drought and root-knot nematodes (RKN – Meloidogyne spp.) are problems that affect not only the peanut crop, but also other crops, posing a worldwide threat to agricultural production and food security. Peanut (Arachis hypogaea) presents high susceptibility to different environmental stresses and pathogen attacks. On the other hand, its wild relatives show greater adaptability to adverse environments and resistance to numerous phytopathogens, proving to be important sources of resistance alleles to biotic and abiotic stresses for the genetic improvement of peanuts. In this study, proteins obtained from root tissues of both A. duranensis plants subjected to the gradual reduction of water in the soil and from A. stenosperma plants inoculated with RKN were analyzed, as well as their differential abundance in relation to the profiles of their corresponding transcripts obtained by RNA-seq and RT-qPCR. Using the 2-DE approach, a total of 31 differentially abundant proteins (DAPs) were identified in roots of A. duranensis and 21 in roots of A. stenosperma. In addition, 222 DAPs were also identified by 2D-NanoUPLC-MSE analysis on A. stenosperma roots. The correlation between protein abundance and the expression of the corresponding mRNA (in silico and in vitro) showed that while the dynamics of response to water deficit was preferentially negatively regulated in stressed roots of A. duranensis, roots of A. stenosperma infected with nematoid was positively regulated. Among the proteins identified herein, class II endochitinase and MLP-like protein 34, both responsive to drought and the lattler responsive to nematode attack, were selected for evaluation as to the effect of their overexpression in response to these stresses. Overexpression of the AdCht2 and AdsMLP34 genes conferred reduction in nematode infection. However, overexpression of the AdCht2 gene, the only gene evaluated under drought, did not attribute tolerance to this stress. In addition, this study demonstrates the usefulness of proteomic studies and their correlation with transcription data, in the identification of genes and regulators involved in the defense response to biotic and abiotic stress in species with relatively few genomic resourses such as Arachis. The identified proteins are potentially useful for the genetic improvement of cultivated peanuts aiming at drought tolerance and resistance to pathogen attack.Miller, Robert Neil GerardGuimarães, Patrícia MessenbergMartins, Andressa da Cunha Quintana2019-09-27T19:18:45Z2019-09-27T19:18:45Z2019-09-272019-02-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMARTINS, Andressa da Cunha Quintana. Transcritômica e proteômica aplicadas à prospecção de genes candidatos envolvidos na resposta de defesa aos estresses biótico e abiótico em Arachis spp. 2019. 130 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.http://repositorio.unb.br/handle/10482/35477A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-08T00:05:38Zoai:repositorio.unb.br:10482/35477Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-08T00:05:38Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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