Análise de microRNAs em Arachis duranensis em resposta a condições de déficit hídrico e infecção por Meloidogyne arenaria

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Corrêa, Matheus de Paula
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45747
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Molecular, 2022.
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O déficit hídrico e a infecção por nematoides das galhas (Meloidogyne spp.) representam condições de estresse que impõe significativas limitações à produção da espécie cultivada de amendoim (Arachis hypogaea), sendo que seus parentes silvestres representam importante fonte de tolerância/resistência estas condições e o seu estudo pode contribuir para aprofundar o conhecimento sobre mecanismos de resposta ao estresse, os quais podem ser utilizados em programas de melhoramento ou para o desenvolvimento de aplicações biotecnológicas. Dentre os mecanismos de controle da expressão gênica, a regulação póstranscricional realizada por microRNAs, uma classe de pequenos RNAs regulatórios, exerce papel fundamental nos processos de crescimento, desenvolvimento e resposta a condições de estresse abiótico e biótico em organismos vegetais. No presente estudo, a fração de pequenos RNAs de amostras de tecidos radiculares de plantas de Arachis duranensis submetidas à diminuição gradual de água no solo ou inoculadas com juvenis J2 da espécie Meloidogyne arenaria foram sequenciadas (sRNA-Seq) e os dados resultantes foram analisados com o objetivo de identificar loci MIR conservados e inéditos, verificar loci MIR diferencialmente expressos e predizer os genes alvo putativos de loci MIR identificados. Foram identificadas 32 famílias conservadas de miRNAs e 21 loci MIR inéditos, com a predição de genes alvo putativos para a maioria dos loci identificados. A análise da expressão diferencial revelou cinco famílias de miRNAs conservados e um locus MIR inédito diferencialmente expressos em amostras inoculadas, enquanto 18 famílias de miRNAs conservados e cinco loci MIR inéditos foram diferencialmente expressos em amostras submetidos a déficit hídrico. Em plantas inoculadas, as principais vias metabólicas influenciadas pelos miRNAs diferencialmente expressos estão relacionadas à biossíntese de ácido jasmônico (JA), à via de sinalização de auxinas (AUX) e a modificações da estrutura da parede celular. Sob déficit hídrico, as principais vias metabólicas influenciadas estão relacionadas à via de sinalização dependente de ABA, à via de sinalização independente de ABA, à via de sinalização de auxinas e à homeostase redox intracelular. Além da identificação de novos loci MIR, os resultados obtidos pelo estudo podem servir como referência para posteriores estudos sobre mecanismos regulatórios em espécies de Arachis e para o desenvolvimento de aplicações biotecnológicas visando a tolerância/resistência a estresses.Climate change is predicted to intensify the occurrence of extreme weather events and to worsen the damage caused by pests and pathogens on agricultural production, threatening the food safety of an ever-growing world population. In this context, the peanut crop is highly relevant as a nutritional source, being cultivated mainly by low-income growers in semiarid tropics. Drought and root knot nematode (RKN) infection represent stress conditions that impose significative restraints to the production of the peanut cultivated species (Arachis hypogaea). The parental wild species represent an important source of tolerance/resistance alleles, with their study contributing to further knowledge about stress response mechanisms, applicable in breeding programs and in the development of novel biotechnological applications. Among the cellular mechanisms controlling gene expression, the post-transcriptional regulation by miRNAs, a subgroup of regulatory sRNAs, is key to many plant biological processes, such as growth, development and adaptation to abiotic and biotic stress conditions. In the present study, the sRNA fraction of root samples belonging to Arachis duranensis plants subjected to a gradual decrease in soil water content and A. duranensis plants subjected to inoculation with Meloidogyne arenaria J2 juveniles were sequenced (sRNA-Seq) and the resulting data was analyzed by a bioinformatics analysis pipeline, with the following main objectives: identification of putative MIR loci (conserved and novel), identification of differentially expressed miRNAs and prediction of identified MIR loci’ target genes. 32 conserved miRNA families and 21 novel MIR loci were identified and target genes were found for almost all the identified miRNAs. Differential expression analysis revealed five conserved miRNA families and one novel MIR locus differentially expressed following nematode inoculation, with 18 conserved miRNA families and five novel MIR loci differentially expressed in samples subjected to drought conditions. Upon M. arenaria infection, the metabolic pathways most influenced by the differentially expressed miRNAs were related to jasmonic acid (JA) biosynthesis, auxin (AUX) signaling pathway and cell wall structure modifications. Upon gradual soil water content decrease, the metabolic pathways most influenced by the differentially expressed miRNAs were related to the ABA-dependent signaling pathway, the ABA-independent signaling pathway, the auxin signaling pathway and intracellular redox homeostasis. In addition to the identification of novel MIR loci, the results obtained in the present study contribute to our understanding of regulatory mechanisms in Arachis species’ and to the development of biotechnological applications for tolerance/resistance to biotic and abiotic stresses.Miller, Robert Neil GerardGrynberg, PriscilaCorrêa, Matheus de Paula2023-03-30T18:55:09Z2023-03-30T18:55:09Z2023-03-302022-08-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCORRÊA, Matheus de Paula. Análise de microRNAs em Arachis duranensis em resposta a condições de déficit hídrico e infecção por Meloidogyne arenaria. 2022. xii, 121 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45747A 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:UNB2024-05-20T12:10:13Zoai:repositorio.unb.br:10482/45747Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-05-20T12:10:13Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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