A família gênica da glutamina sintetase em Coffea arabica: aspectos moleculares

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dc.contributor.advisorDomingues, Douglas Silva
dc.contributor.authorSoares, João Danillo Moura
dc.contributor.bancaRossi, Maria Magdalena
dc.contributor.bancaVilas Boas, Laurival Antonio
dc.coverage.extent79 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-09-25T17:52:01Z
dc.date.available2024-09-25T17:52:01Z
dc.date.issued2015-03-27
dc.description.abstractO nitrogênio (N) é o nutriente mineral requerido em grandes quantidades pelas plantas. É um elemento fundamental para o desenvolvimento e crescimento vegetal, e necessário para a síntese de diversas biomoléculas, como proteínas, ácidos nucleicos, clorofila, bases nitrogenadas, entre outras. O metabolismo de N pode ser dividido em três fases principais: 1) absorção; 2) assimilação e 3) remobilização e reutilização, as quais envolvem a participação de diversas enzimas. A glutamina sintetase (GS) é considerada uma enzima chave no metabolismo de compostos nitrogenados, pois é responsável pela assimilação de amônio inorgânico em aminoácidos, que serão doadores de fontes nitrogenadas para os diversos processos celulares. Esta enzima é codificada por uma pequena família gênica, com isoformas citosólicas e plastidiais. No entanto, existem poucos estudos sobre os aspectos moleculares e genômicos de GS em espécies lenhosas, mais especialmente no cafeeiro e sobre seu papel no desenvolvimento de frutos. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é identificar e caracterizar os membros constituintes da família gênica de GS em dicotiledôneas lenhosas, e em Coffea arabica avaliar o perfil transcricional desses genes em resposta a estresses abióticos. Foram utilizadas plantas das cultivares IAPAR 59 e Catuaí Vermelho cultivadas sob altas temperaturas e altas concentrações de NaCl ou supressão de N, bem como frutos dessas cultivares em 3 fases de desenvolvimento. Avaliou-se os níveis transcricionais por meio de qPCR bem como foram realizadas quantificações de atividade enzimática de GS, níveis de clorofila, perda de eletrólitos e concentração de proteínas totais. A atividade transcricional da família gênica GS foi influenciada por estresses abióticos e ao longo do desenvolvimento de frutos e os genótipos analisados não respondem igualmente a tais condições. A atividade enzimática de GS sofreu variações menos pronunciadas que padrão transcricional e picos no perfil transcricional não estão diretamente associados com maior atividade enzimática. Esses fatos sugerem a ocorrência de outros mecanismos de regulação de GS, além do transcricional. A participação dessa família gênica no processo de enchimento de grãos pode ser notada tanto nos níveis de expressão quanto na atividade enzimática, com aumento em função do estádio de desenvolvimento, principalmente em endosperma. Esse trabalho fornece um painel detalhado para o entendimento do mecanismo de assimilação de N em diversas condições e em diferentes órgãos de C. arabica.
dc.description.abstractother1Nitrogen (N) is one of the most important mineral nutrient for plants. It is an essential element for plant growth and development and it is important to synthesis of several biomolecules, such as proteins, nucleotides and chlorophyll. N metabolism can be divided in three steps: 1) absorption, 2) assimilation and 3) remobilization/ reutilization, which involve several enzymes. Glutamine synthetase (GS) is a key enzyme in metabolism of nitrogen compounds, assimilating inorganic ammonium in aminoacids, which will be the N donor for all cellular processes. However, there are few studies about molecular and genomics approachs of GS in woody eudicots, inclunding coffee trees. In this way, the aim of this work is identify and characterize GS gene family in woody eudicots, and to evaluate the transcriptional pattern in during different abiotic stresses and along fruit development in Coffea arabica. C. arabica cv. IAPAR 59 and Catuaí Vermelho plants were submitted to heat stress, salinity or nitrogen starvation, and fruits were collected in three development stages. Transcriptional pattern of GS genes were evaluated by qPCR, and we also evaluated enzymatic activity, chlorophyll levels, electrolyte leakage and protein content. GS genes were differentially modulated by abiotic stresses, and fruit development stage; genotypes displayed different patterns in response to stress. Transcriptional pattern did not followed enzymatic activity. This suggest a that GS gene family in coffee trees is modulated by other processes than transcriptional regulation. During fruit development, GS transcriptional profile and enzymatic activity have a crescent activity, mainly in endosperm This study contributes to improve knowledge about nitrogen assimilation in several conditions and in different organs of C. arabica.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17762
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCB - Departamento de Biologia Geral
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular
dc.subjectEstresses abióticos
dc.subjectFrutos
dc.subjectAssimilação de nitrogênio
dc.subject.capesCiências Biológicas - Genética
dc.subject.cnpqCiências Biológicas - Genética
dc.subject.keywordsAbiotic stress
dc.subject.keywordsFruits
dc.subject.keywordsNitrogen assimilation
dc.titleA família gênica da glutamina sintetase em Coffea arabica: aspectos moleculares
dc.title.alternativeThe glutamine synthetase gene family in coffea arabica: molecular approaches: molecular approaches
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Biológicas

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