CCB - CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
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Navegando CCB - CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS por Autor "Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]"
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Item Avaliações microscópicas e moleculares da interação incompatível entre plantas de soja e o fungo Uromyces appendiculatusRomero, Cynara Cassandri Teixeira; Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Pereira, Rodrigo Matheus; Moreira, Renata Stolf [Coorientadora]Resumo: As plantas estão naturalmente expostas a uma ampla variedade de micro-organismos potencialmente patogênicos, mas, graças ao fenômeno conhecido como resistência não-hospedeira, apenas uma ínfima parcela destes lhes causa danos A resistência não-hospedeira é sabidamente a forma mais comum e duradoura de resistência, porém, devido a sua natureza complexa, tem sido menos estudada ao longo dos anos do que a resistência específica Acredita-se que o entendimento das bases moleculares da resistência não-hospedeira, com o auxílio das técnicas modernas de biologia molecular, possa trazer contribuições para o desenvolvimento de variedades de plantas resistentes a doenças A cultura da soja ocupa lugar de destaque no agronegócio brasileiro, mas sofre anualmente prejuízos da ordem de milhões de reais devido ao ataque do fungo Phakopsora pachyrhizi, causador da Ferrugem Asiática da Soja (FAS) O presente trabalho se propôs a investigar fenotípica e molecularmente a interação de plantas de soja com o fungo heterólogo Uromyces appendiculatus, causador da ferrugem do feijoeiro As análises fenotípicas, feitas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, sugerem a tentativa mal sucedida de penetração fúngica no tecido vegetal, e classificam tal interação não-hospedeira como “tipo I”, uma vez que não foi observada qualquer reação de hipersensibilidade Para os estudos moleculares foram construídas bibliotecas subtrativas de cDNA, cujos transcritos foram seqüenciados utilizando a plataforma Solexa, e analisados quanto a sua participação em vias de defesa contra patógenos Além de genes-chave para essas vias, foi detectada a expressão de genes relacionados à resistência não-hospedeira Análises de expressão por qRT-PCR mostraram a superexpressão de PEN2 e PEN3 72 horas após a inoculação; ambos os genes podem estar atuando em cooperação em um mecanismo de defesa pré-invasão, que envolve o transporte de substâncias tóxicas até a membrana plasmática em sítios de tentativa de penetração Outro gene, BI-1, que desempenha um papel importante na rota de resposta do retículo endoplasmático ao estresse, teve sua superexpressão detectada nas horas iniciais de inoculaçãoItem Ferrugem asiática da soja : identificação de um composto volátil associado ao patossistema hospedeiro (Glycine max) e o estudo da interação incompatível com Phaseolus lunatusBrito Junior, Salvador Lima; Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]; Sakiyama, Ney Sussumu; Rocha, Thales Lima; Pereira, Luiz Filipe ProtasioResumo: Phakopsora pachyrhizi, agente causal da Ferrugem Asiática da Soja (FAS), é considerado um dos patógenos mais importantes do mundo, gerando prejuízos econômicos da ordem de bilhões de dólares Áreas produtoras da cultura têm sofrido perdas expressivas na produção, decorrente do ataque da FAS Atualmente, seis loci de resistência (Rpp1-Rpp6) foram identificados na soja No entanto, nenhuma cultivar comercial possui uma efetiva e duradoura resistência a todos os isolados do patógeno A identificação de hospedeiros alternativos e não hospedeiros à FAS tem contribuído com a identificação de genes e rotas metabólicas atuantes nos processos de defesa da planta No presente estudo, importantes avanços foram obtidos no que diz respeito às respostas de defesa da planta durante a interação com P pachyrhizi Um composto orgânico volátil foi identificado como um biomarcador de soja inoculada com a FAS A redução desse composto após a inoculação de P pachyrhizi foi diretamente proporcional ao nível de infecção da planta Além do mais, foi obtido o transcriptoma de plantas de Phaseolus lunatus (fonte alternativa de resistência) inoculadas e não-inoculadas com a FAS Transcritos relacionados à rota dos fenilpropanóides foram induzidos já nas horas iniciais do processo de infecção Um transcrito associado a um gene R com domínio NBS-LRR foi induzido em plantas inoculadas e sua presença foi correlacionada à indução de genes relacionados à patogenicidade tais como quitinases, beta-glucanases e defensinas concomitante à presença de hifas de P pachyrhizi no mesofilo Essas informações contribuíram para um melhor entendimento dos mecanismos de defesa atuantes contra P pachyrhizi e a associação das rotas metabólicas e genes envolvidos durante a defesa celular podem auxiliar os programas de melhoramento visando à obtenção de uma resistência efetiva e duradoura contra P pachyrhiziItem Identificação de polimorfismos de nucleotídeo único no genoma da soja e seu uso no mapeamento associativo de características simples e complexasPassianotto, André Luiz de Lima; Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]; Belzile, François; Sakiyama, Ney Sussumu; Vilas-Bôas, Laurival Antônio; Marcelino-Guimarães, Francismar CorrêaResumo: A soja Glycine max (L) Merrill, é uma oleaginosa com grande destaque na economia mundial O Brasil é o segundo maior produtor de soja, e na safra 212/213 apresentou produtividade média de 2933 kg/ha, totalizando 81 milhões de toneladas, contribuindo para o desenvolvimento de inúmeras regiões e sendo um dos pilares chefes do agronegócio brasileiro O sucesso desta cultura se baseia no seu progresso genético, adaptação ao ambiente brasileiro e melhoria nas técnicas de cultivo Cultivares foram melhoradas ao longo dos anos com o intuito de se obter materiais aclimatados as fronteiras agrícolas brasileiras e com melhor produtividade As doenças são um dos fatores que acometem a cultura e impactam diretamente na produtividade da soja brasileira caso com o do nematóide Meloidogyne incógnita o qual acomete lavouras de soja e seu parasitismo pode causar severos danos à lavoura, variando de acordo com o grau de infestação Recentemente, com as técnicas de sequenciamento de nova geração, novas metodologias visando a rápida identificação de polimorfismos e seu uso nos estudos de mapeamento associativo surgiram Entre elas destaca-se a Genotipagem por Sequenciamento (GBS) Este trabalho teve por objetivo a identificação de polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) e a validação da tecnologia de GBS para mapeamento de características simples e complexas em soja Utilizando uma população de 165 cultivares brasileiros, características como cor da pubescência, cor da flor e tolerância a glifosato foram mapeadas nos cromossos 6, 13 e 2 respectivamente corroborando com os estudos prévios de mapeamento apresentados por estas características Além disso, utilizando 194 genótipos de soja resistentes e suscetíveis ao nematóide Meloidogyne incógnita , foi possível a identificação de 1753 SNPs e o mapeamento de um QTL para resistência ao nematoide de galha, no cromossomo 1Item Identificação e caracterização de transcritos relacionados a mecanismos de resistência à ferrugem asiática da sojaLino, Euziane Joana; Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]; Vilas-Bôas, Laurival Antônio; Silva, Danielle Cristina Gregório da; Marcelino-Guimarães, Francismar Corrêa [Coorientadora]Resumo: O Brasil é o segundo maior exportador de soja no mundo, portanto esta cultura é de grande importância para o país, porém devido ao clima ameno que pode contribuir para o surgimento e estabilização de patógenos, a cultura da soja fica sujeita a desenvolver doenças como é o caso da ferrugem asiática da soja, que no Brasil tem causado grandes prejuízos, sendo uma das doenças que mais contribui para a perda na produção do grão nas ultimas safras A melhor e menos dispendiosa solução para evitar essas perdas causadas pelo fungo biotrófico Phakopsora pachyrhizi seria o desenvolvimento de cultivares que apresentem resistência efetiva contra a doença Algumas cultivares já foram lançadas no país visando solucionar esse problema contendo um ou poucos genes de resistência, porém sabe-se que esta resistência não e duradoura, uma vez que patógeno e hospedeiro co-evoluem e o fungo apresenta elevada variabilidade genética Estudos das diferentes formas de resistência da planta, com objetivo de contribuir para o desenvolvimento de estratégias na obtenção de cultivares que possam vencer o patógeno, fazem-se necessários Uma das formas de compreender o que ocorre na planta (órgão infectado) durante o ataque do patógeno, seria o estudo dos transcritos induzidos nesse período Alguns dos métodos que poderiam contribuir para o estudo seria a construção de bibliotecas subtrativas supressivas (SSH) associadas com tecnologias de sequenciamento tradicionais e/ou novas tecnologias Neste trabalho, visando compreender diferentes formas de resistência contra a ferrugem asiática em soja, foram sequenciadas 6 SSH em dois genótipos de soja, sendo um com resistência qualitativa (PI561356) e o outro resistência quantitativa (BRS231) As SSH foram transformadas em bulks correspondendo aos horários iniciais (12, 24, 48h), médios (72 e 96h) e tardios (192h) de infecção Muitos genes correspondentes a diferentes processos biológicos como resposta a estresse e estímulos, tradução e transcrição, óxido-redução e transporte foram induzidos após a infecção Sete transcritos pertencentes a diferentes processos biológicos, como transdução de sinais, defesa e transcrição, foram selecionados para a validação das bibliotecas por RT-qPCRItem Mapeamento associativo amplo em soja para resistência a Meloidogyne javanicaAlekcevetch, Jean Carlos; Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]; Belzile, François; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Malone, Gaspar; Arias, Carlos Arrabal; Marcelino-Guimarães, Francismar Corrêa [Coorientadora]Resumo: A soja (Glycine max (L) Merrill) é uma leguminosa anual Atualmente, considerada uma das principais commodities mundiais, teve na última safra (216/217) uma produção mundial de 351,32 milhões de toneladas, as quais foram produzidas em 12,3 milhões de hectares A sojicultura, no entanto, pode ser acometida por diversos patógenos, entre eles os nematoides Entre as principais espécies capazes de parasitar a soja, os nematoides de galhas (Meloidogyne javanica e M incognita) ganham destaque, juntamente com os nematoides de cisto (Heterodera glycines) e das lesões radiculares (Pratylenchys brachyurus) Devido a ausência de um efetivo controle destes parasitas, a utilização de espécies vegetais com baixo índice de reprodução do nemaoide e/ou cultivares resistentes vem de demonstrando eficientes formas de manejo destes nematoides em áreas contaminadas Desta forma, os programas de melhoramento genético, visando o desenvolvimento de novas cultivares com boa resistência aos nematoides, são de extrema importância Estudos genômicos são importantes ferramentas de suporte ao melhoramento genético, provendo uma melhor compreensão dos mecanismos de resistência, identificação de genes responsáveis pela resistência, bem como o desenvolvimento de marcadores moleculares O estudo de mapeamento genômico associativo (GWAS – Genome Wide Association Mapping) é uma metodologia que vem se demonstrando altamente eficaz em relacionar marcadores moleculares do tipo Single Nucleotide Polymorphism (SNP) à diferentes características Assim, este trabalho teve como objetivo a identificação de marcadores moleculares do tipo SNP, associados à resistência ao M javanica, utilizando um painel de 369 materiais, composto por cultivares e Plant introductions (PIs) Este estudo permitiu a identificação de sete SNPs com alto grau de associação em resposta ao nematoide de galhas Com base nestes polimorfismos, foi possível desenvolver e validar ensaios baseados em TaqMan eficazes na identificação e discriminação de genótipos contrastantesItem Mapeamento de QTLS de características sob influência da ferrugem asiática da sojaSantos, João Vitor Maldonado dos; Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]; Schuster, Ivan; Ferreira, Josué MaldonadoResumo: Em nível mundial, a soja (Glycine max (L) Merrill) é a principal leguminosa cultivada, devido a sua grande importância na saúde e alimentação humana, na alimentação animal e sua utilização para produção de biocombustíveis O Brasil está entre os maiores produtores de soja do mundo, sendo uma das principais fontes econômicasque movimentam o agronegócio brasileiro Por isso, estudos sobre os principaisfatores, sejam bióticos ou abióticos, que podem afetar negativamente a produção,são necessários Entre estes, a ferrugem asiática da soja, causada pelo fungoPhakopsora pachyrhizi (Sydow & PSydow), apresenta um grande potencial deredução severa da produtividade de soja Hoje, sabe-se que a forma mais eficaz decontrole da doença é através da resistência genética Devido à baixa durabilidade degenes de resistência vertical, estudos para o desenvolvimento de linhagens comgenes de resistência horizontal são de extrema importância Neste trabalhoobjetivou-se estudar a influência da ferrugem asiática sobre características deimportância agronômica, que foram avaliadas em uma população de linhagensendogâmicas recombinantes (RILs) Foram realizadas análises fenotípicas eestatísticas para cada característica sob influência da ferrugem asática, em campoexperimental e no fitotron Essas análises permitiram estudar a correlação existenteentre as características e a seleção de 16 linhagens de soja que apresentaram asmelhores características sob ação da ferrugem Além disto, foi construído um mapagenético da soja com marcadores microssatélites, em que foram formados 19 gruposde ligação Em oito destes grupos foram detectados 17 QTLs que contribuem para aresistência horizontal à doença Os resultados alcançados são muito importantespois abrem a possibilidade para a utilização de marcadores ligados aos QTLs emprogramas de melhoramento contra a doençaItem Transcriptoma in planta de Phakopsora pachyrhizi e caracterização funcional de genes envolvidos em mecanismos basais de sobrevivência e patogenicidadeRincão, Michelle Pires; Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]; Carvalho, Mayra da Cruz Costa Gallo de; Andrade, Eduardo Chumbinho de; Godoy, Cláudia Vieira; Vilas-Bôas, Laurival Antônio; Marcelino-Guimarães, Francismar Corrêa [Coorientadora]Resumo: O Brasil é o segundo maior produtor mundial de soja (Glycine max (L) Merrill), produto responsável por metade da produção agrícola nacional Entretanto, a produção dessa importante oleaginosa é afetada, dentre outros fatores, pela ação do fungo Phakopsora pachyrhizi (Sydow & P Sydow), causador da doença conhecida como ferrugem-asiática da soja (FAS) Por ser um fungo biotrófico obrigatório, o estudo de P pachyrhizi é limitado ao seu contato com o hospedeiro durante o processo de infecção Neste sentido, este trabalho utilizou a técnica de microdissecção a laser da lesão foliar, associada ao sequenciamento de alto desempenho, para a obtenção de sequências de transcritos do patógeno durante a interação com genótipos resistente e suscetível de soja (PI561356 e BRS 231, respectivamente) Os resultados obtidos através do sequenciamento do transcriptoma do fungo compreendem a identificação de 3635 unisequências de P pachyrhizi, que forneceram uma visão geral dos mecanismos moleculares e rotas biológicas ativas no patógeno aos dez dias após a infecção em soja, como metabolismo energético e de ácidos nucleicos, síntese proteica, além de processos de transcrição, biossíntese e transporte Transcritos relacionados a processos de exocitose, sinalização de vias metabólicas, dentre outros, se apresentaram enriquecidos entre os genótipos resistente e suscetível utilizados neste trabalho em relação ao transcriptoma obtido de P pachyrhizi Adicionalmente, transcritos relacionados a processos de metilação, transporte de sulfato, e resposta a espécies reativas de oxigênio, entre outros, também foram enriquecidos entre diferentes estruturas e fases de infecção do fungo como esporos germinados, apressório, haustório e lesão foliar Análises OrthoMCL comparando as unisequências geradas a partir do genoma de outras 15 espécies de fungos e oomicetos, incluindo outras espécies de ferrugens, identificaram famílias multigênicas conservadas entre as espécies analisadas, bem como famílias comuns a fungos causadores de ferrugens, e famílias encontradas exclusivamente em P pachyrhizi, com destaque para famílias relacionadas a sinalização de vias metabólicas e transportadores de membrana A predição de elementos de transposição ativos entre os 3635 transcritos, identificou diferentes famílias de retrotransposons e de transposons de DNA, e análises de RT-qPCR confirmaram os níveis de expressão de genes específicos observados no sequenciamento de alto desempenho Adicionalmente, sete genes potencialmente envolvidos em processos de sobrevivência e patogenicidade de P pachyrhizi, selecionados a partir do transcriptoma do fungo e de análises in silico, foram caracterizados funcionalmente via silenciamento gênico por RNA interferente Mediante a utilização da tecnologia de silenciamento gênico induzido pelo hospedeiro (Host-Induced Gene Silencing - HIGS), construções utilizando plasmídeos baseados no genoma do vírus do mosqueado do feijoeiro (Bean pod mottle vírus - BPMV) foram obtidas para os sete genes do fungo previamente selecionados As construções HIGS-BPMV foram inseridas em plantas suscetíveis de soja, e posteriormente inoculadas com P pachyrhizi Os resultados obtidos revelaram redução significativa nos níveis de transcritos e na patogenicidade do fungo para três dos sete genes silenciados Os resultados obtidos neste trabalho contribuem com o aumento do conhecimento sobre o transcriptoma do fungo P pachyrhizi, demostram a existência de uma maquinaria de silenciamento ativa nesse patógeno, e, consequentemente, que o silenciamento gênico baseado na técnica de HIGS-BPMV constitui uma ferramenta viável na caracterização funcional de genes do fungo, sendo identificados pelo menos três genes que ocasionaram reduções significativas na patogenicidade quando silenciadosItem Validação de marcadores moleculares em soja ligados a genes de resistência à podridão radicular de fitóftoraRincão, Michelle Pires; Abdelnoor, Ricardo Vilela [Orientador]; Arias, Carlos Alberto Arrabal; Sakiyama, Ney Sussumu; Catelli, Lizandra Lucy [Coorientadora]Resumo: O patógeno Phytophthora sojae, causador da doença conhecida como podridão radicular de fitóftora, constitui um dos principais fatores bióticos que limitam a produtividade da soja, principalmente em anos de chuvas intensas e temperaturas amenas, chegando a ocasionar prejuízos de até 1% na produção de grãos Este trabalho objetivou a validação de marcadores moleculares microssatélites e SNPs ligados aos genes Rps1k e Rps8, que conferem resistência a P sojae, para serem utilizados no programa de seleção assistida ao melhoramento para fitóftora Para a confirmação e saturação da região cromossômica de ambos os genes, foram utilizadas duas populações segregantes F2, BW1 e CP8, consistindo de 138 e 93 individuos, respectivamente, derivados dos cruzamentos entre Williams 82 (portadora do alelo Rps1k) e BRS 133 (suscetível) e PI 39973 (portadora do alelo Rps8) e MG/BR 46 (suscetível) Para a validação dos marcadores moleculares foram utilizadas plantas derivadas do programa de retrocruzamentos oriundas do programa de melhoramento para a fitóftora da Embrapa Soja, especificamente para os genes Rps1k e Rps8 Oito marcadores moleculares foram validados na progênie F2 da população BW1, enquanto que apenas dois marcadores foram validados na progênie F2 da população CP8 Dos marcadores mapeados próximos aos genes Rps1k e Rps8 nas populações BW1 e CP8, foram selecionados três marcadores ligados a cada gene, e testados nas populações provenientes dos retrocruzamentos Nas populações resultantes dos retrocruzamentos, dois marcadores moleculares foram validados para doze cruzamentos do programa de melhoramento para o gene Rps1k, enquanto que três marcadores foram validados para cinco cruzamentos do programa de melhoramento para o gene Rps8 Os marcadores microssatélites e SNPs validados neste trabalho podem auxiliar o desenvolvimento de futuros trabalhos de melhoramento através da seleção assistida por marcadores moleculares