Determinação da rota metabólica de produção de ácido indolacético e identificação de genes de biossíntese em Rhizobium tropici CIAT 899 e Rhizobium freirei PRF81

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dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Genética e Biologia Molecularpt_BR
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dc.contributor.advisorRodrigues, Elisete Pains [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorImada, Eddie Luidypt_BR
dc.contributor.bancaOliveira, André Luiz Martinez dept_BR
dc.contributor.bancaBatista, Jesiane Stefânia da Silvapt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T15:01:38Z
dc.date.available2024-05-01T15:01:38Z
dc.date.created2015.00pt_BR
dc.date.defesa30.03.2015pt_BR
dc.description.abstractResumo: Rhizobium tropici e Rhizobium freirei são espécies diazotróficas, conhecidas por promoverem o crescimento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L) Uma das características mais marcantes da da interação entre rizóbios e legumionsas é a formação de estruturas diferenciadas nas raízes das plantas hospedeiras, os nódulos, que são órgãos especializados na troca de nutrientes entre as bactérias e a raiz maximizando os benefícios da fixação biológica de nitrogênio (FBN) A formação de nódulos é uma relação simbiótica que envolve uma troca de sinais moleculares entre a planta e bactéria, entre os quais encontram-se flavonoides e hormônios vegetais O ácido-3-indolacético (AIA) é um hormônio vegetal que desempenha um papel crucial no processo de biogênese destas estruturas Embora o mecanismo de ação e regulação de alguns sinais moleculares, como os flavonoides, tenham sido amplamente revisados e estudados, o mecanismo de ação e regulação de AIA ainda é pouco compreendido Devido à importância deste fitohormônio no estabelecimento de relações simbióticas entre rizóbios e leguminosas, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de auxinas e identificar as vias de biossíntese e os prováveis genes envolvidos na produção deste fitohormonio em R tropici CIAT 899 e R freirei PRF 81 Para isto, foram utilizados métodos colorimétricos (Salkowski) e análise por cromatografia líquida de ultra performance tandem espectrometria de massa (UPLC-MS) Ainda, genes de biossíntese de AIA foram identificados por meio de análises in silico dos genomas destas estirpes e a expressão destes genes foi avaliada por RT-qPCR na estirpe CIAT 899 Os resultados destas análises revelaram diferenças marcantes entre as estirpes CIAT 899 e PRF 81 quanto capacidade de produção de auxinas CIAT 899 foi mais eficiente e produziu aproximadamente 6% mais auxinas que PRF 81 A produção em ambas as estirpes foi regulada negativamente na presença de N assimilável, sendo o efeito mais pronunciado na presença de amônia que reduziu a produção em até 12x na estirpe CIAT 899 A amônia é principal produto da FBN e age como o principal regulador nas etapas finais de simbiose e nas reações envolvidas com a FBN, reforçando a importância da elucidação do papel do AIA nestes processos Além disso, foi determinado que o ácido-3-indol pirúvico (IPyA) é o principal intermediário da biossíntese de AIA nestas bactérias, visto que no perfil metabólico obtido por UPLC/MS foi detectado AIA, IPyA e indol-3-lactato (produto da redução do IPyA) Análises in silico identificaram genes com alta similaridade e conservação estrutural com genes já validados experimentalmente pertencentes a via do IPyA tanto no genoma da estirpe CIAT 899 quanto na PRF 81 Contudo, não foram observadas grandes diferenças que pudessem explicar os fenótipos contrastantes destas estirpes com relação a capacidade de biossíntese de AIA As análises de expressão por RT-qPCR mostraram que estes genes foram induzidos por triptofano na estirpe CIAT 899, sugerindo uma possível função no metabolismo de triptofano e síntese de AIA via IPyApt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Rhizobium tropici and Rhizobium freirei are diazotrophic species know by promote growth in Phaseolus vulgaris, a leguminous plant One of the most unique features of the rhizobia-legume interaction is the formation of differentiated structures in the roots of host plants, called nodules, specialized on the exchange of nutrients between bacteria and the root, maximizing the benefits of biological nitrogen fixation (BNF) The nodule formation is a symbiotic relationship that involves an exchange of molecular signals between plant and bacteria such as flavonoids and plant hormones The indole-3-acetic acid (IAA) is a plant hormone that plays a crucial role in the biogenesis process of these structures Rhizobium tropici and Rhizobium freirei are rhizobia known to promote plant growth in bean by the mechanism mentioned above Although the action mechanism and regulation of certain molecular signals, such as flavonoids have been widely reviewed and studied, the action mechanism of IAA and it’s regulation is poorly understood in these species Due to the importance of this phytohormone, in the establishment of symbiotic relationships between legumes and rhizobia, this study aimed to evaluate the production of auxin and identify biosynthesis pathways and genes involved in the production of IAA in R tropici and R freirei Colometric methods (Salkowski and and ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (UPLC-MS) were used Further, genes of auxin biosynthesis were identified through in silico analysis of the genomes of these strains and the expresseion was evaluated through RT-qPCR on CIAT 899 strain These analyzes results revealed striking differences between CIAT 899 and PRF 81 strains on IAA biosynthesis CIAT 899 was more efficient and produced more auxins than PRF 81 by 6-fold Production in both strains was downregulated in the presence of assimilable N, with the most pronounced effect in the presence of ammonia, which cut production by up to 12x in CIAT 899 The ammonia, is the main product of BNF and acts as the main regulator in final stages of symbiosis, reinforcing the importance of this hormone during symbiosis Furthermore, it was found that the acid-indol-3-pyruvic (IPyA) is the major intermediate of IAA biosynthesis of these bacteria, whereas in the metabolic profile obtained by UPLC-MS was detected IAA, IPyA and indole-3-lactate (reducing product of IPyA) In silico analysis, identified genes with high similarity and structural conservation with genes already validated experimentally belonging to the IPyA pathway in both the genome of CIAT 899 as PRF 81; However, with no major differences that could explain the contrasting phenotypes of these strains The expression analysis by RT-qPCR showed that these genes were induced by tryptophan at 899 CIAT strain suggesting a possible role in the metabolism of tryptophan IAA biosynthesis via IPyApt_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/123456789/16122
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameGenética e Biologia Molecularpt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Biológicaspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecularpt_BR
dc.subjectRizóbiopt_BR
dc.subjectAuxinapt_BR
dc.subjectHormônios vegetaispt_BR
dc.subjectGenéticapt_BR
dc.subjectExpressãopt_BR
dc.subjectRhizobiumpt_BR
dc.subjectAuxinpt_BR
dc.subjectPlant hormonespt_BR
dc.subjectMicrobial geneticspt_BR
dc.titleDeterminação da rota metabólica de produção de ácido indolacético e identificação de genes de biossíntese em Rhizobium tropici CIAT 899 e Rhizobium freirei PRF81pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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