Caracterização da expressão de três genes de a-Expansinas de Coffea arabica e Coffea racemosa durante o desenvolvimento do fruto

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dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Genética e Biologia Molecularpt_BR
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dc.contributor.advisorVieira, Luiz Gonzaga Esteves [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorBudzinski, Ilara Gabriela Frassonpt_BR
dc.contributor.bancaNepomuceno, Alexandre Limapt_BR
dc.contributor.bancaPot, Davidpt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T13:13:04Z
dc.date.available2024-05-01T13:13:04Z
dc.date.created2008.00pt_BR
dc.date.defesa2008pt_BR
dc.description.abstractResumo: O desenvolvimento dos frutos de café é caracterizado por intensa divisão celular, alongamento e relaxamento da parede celular, processos relacionados à ação de proteínas, incluindo as expansinas, e diferentes enzimas As expansinas são codificadas por uma família multigênica e, com base na similaridade entre as seqüências, podem ser classificadas em quatro famílias: a-expansinas (EXPA), ß-expansinas (EXPB), expansina-like A (EXLA) e expansina-like B (EXLB) As a-expansinas e ß-expansinas têm a capacidade de promover extensão da parede celular; no entanto, as funções biológicas de expansina-like A e expansina-like B ainda não foram identificadas As a-expansinas representam a maior subfamília e atuam no alongamento celular, maciez dos frutos, abscisão, germinação e polinização Deste modo, este trabalho teve por objetivo identificar e caracterizar a expressão de a- expansinas transcritas durante o desenvolvimento e maturação dos frutos de café Através de buscas no banco de dados do Projeto Genoma Café foram selecionadas três a-expansinas com seqüências presentes em bibliotecas de frutos As três isoformas (CaEXPA1, CaEXPA2 e CaEXPA3) têm região codante variando entre 254 e 258 aminoácidos, tamanho similar ao descrito para ORFs (open reading frames) de outros organismos Possuem também peptídeo sinal e domínios específicos de expansinas, um domínio N-terminal com homologia ao domínio catalítico de hidrolases glicosídicas (GH-45) e um domínio C-terminal com homologia ao grupo 2 de alergênicos de grão de pólen Foram feitas análises do padrão transcricional dos genes, em diferentes tecidos de C arabica cv IAPAR-59 (raiz, ramo, folha, botão floral e flor) e frutos de C racemosa, Coffea arabica cv IAPAR-59 e cv IAPAR-59 Graúdo (cultivar caracterizado por possuir frutos grandes) Foi observado para CaEXPA1 e CaEXPA3 maior transcrição em botão floral, tecido onde ocorre intensa divisão celular Já a CaEXPA2 apresentou sinais de hibridização em raízes e em ramos plagiotrópicos jovens e maduros Visando estudar mais detalhadamente as diferenças espaciais e temporais na transcrição das três isoformas selecionadas, frutos coletados mensalmente da antese até a maturação tiveram seus tecidos (pericarpo, perisperma e endosperma) separados Deste modo foram realizadas análises de Northern blot com amostras dos diferentes tecidos do cafeeiro, do fruto inteiro, pericarpo, perisperma e endosperma Quando hibridizados com membranas contendo RNA de C racemosa as três isoformas apresentaram padrão transcricional semelhante com sinais de hibridização detectados somente em pericarpo Em C arabica, a isoforma CaEXPA1 mostrou alta transcrição no perisperma (tecido responsável pela definição do tamanho do grão do café) As diferenças observadas entre os padrões de transcrição no perisperma de IAPAR-59 e de IAPAR-59 Graúdo sugerem a participação de CaEXPA1 na regulação do tamanho do grão de café Por outro lado, a isoforma CaEXPA2 mostrou transcrição específica em pericarpo nos estádios finais de maturação do fruto, o que sugere que esta isoforma pode estar envolvida na despolimerização da parede celular e, conseqüentemente, no controle da maturação do pericarpo Para CaEXPA3, o padrão de transcrição foi similar ao encontrado para CaEXPA1; no entanto, baseado no padrão de transcritos observados, esta isoforma parece estar mais envolvida nos processos fisiológicos de relaxamento da parede relacionados com a maturação dos frutospt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: The development of the coffee fruit is characterized by intense cell division, elongation and softening of cell walls in different tissues These processes are related to the activity of different proteins, including the expansins Expansins are encoded by multigene families that are divided into four groups based on sequence similarity: a-expansins (EXPA), ß-expansins (EXPB), expansin-like A (EXLA) and expansin-like B (EXLB) a-expansins and ß-expansins are recognized to promote cell walls elongation, whereas the actual biological function of expansin-like A and expansin-like B is still unknown a-expansins compose the major subfamily and are involved on cell wall elongation, fruit softening, abcision, germination and pollination The objective of this work was to identify and characterize the expression of a- expansins transcribed during coffee fruit development and maturation Searches on Brazilian Coffee Genome Project database allowed the identification of three a- expansins present in fruit cDNA libraries The open reading frames of the three isoforms (CaEXPA1, CaEXPA2 and CaEXPA3) varied from 254 to 258 amino acids, size similar to ORFs (open reading frames) described in others organisms In addition, the three expansins described here contain a signal peptide and two specific domains for expansins proteins, a N-terminal domain with distant homology to the catalytic domain of glycoside hydrolases (GH-45) and a C-terminal domain related to group-2 grass pollen allergens Transcriptional activity of these genes was assessed in different tissues from C arabica cv IAPAR-59 (root, leaf, flower bud and flower) and in fruits from Coffea arabica cv IAPAR-59, C arabica cv IAPAR-59 Graúdo (a cultivar characterized by its large fruit size) and C racemosa CaEXPA1 and CaEXPA3 showed high transcription in flower buds, tissue that presents intense cell division On the other hand, the isoform CaEXPA2 was detected also in roots and in young and mature plagiotropic branchs Spatial and temporal differences in transcription accumulation of these three a-expansins in specific fruit tissues (pericarp, perisperm and endosperm) were analyzed by Northern blot For this total RNA were extracted from fruits of Coffea arabica cv IAPAR-59, C arabica cv IAPAR-59 Graúdo (a cultivar characterized by its large fruit size) and C racemosa collected monthly from anthesis up to maturation The a-expansins genes selected presented similar transcription pattern in C racemosa as hybridization signal was observed only in pericarp In C arabica, the CaEXPA1 isoform showed increased transcription in the perisperm (tissue responsible for defining the final coffee grain size) The differences in mRNA expression observed in the perisperm of cv IAPAR-59 and cv IAPAR-59 Graúdo strongly suggest the participation of CaEXPA1 in the regulation of coffee grain size On the other hand, the isoform CaEXPA2 showed specific expression in the pericarp during the later stages of fruit maturation (ripening), suggesting the involvement of this isoform in the pericarp cell wall disassembly CaEXPA3 transcription pattern was similar to that of CaEXPA1; however, this isoform probably is implicated mainly on the physiological processes related to fruit maturationpt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Genética e Biologia Molecular) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecularpt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/11348
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameGenética e Biologia Molecularpt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Biológicaspt_BR
dc.relation.institutionnameEMBRAPApt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecularpt_BR
dc.subjectGenética vegetalpt_BR
dc.subjectCafépt_BR
dc.subjectBiologia molecularpt_BR
dc.subjectPlant geneticspt_BR
dc.subjectCoffee - Molecular biologypt_BR
dc.titleCaracterização da expressão de três genes de a-Expansinas de Coffea arabica e Coffea racemosa durante o desenvolvimento do frutopt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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