Análise da expressão de genes que codificam enzimas antioxidantes em citrumeleiro 'Swingle' com alto acúmulo de prolina submetido ao déficit hídrico

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dc.contributor.advisorVieira, Luiz Gonzaga Esteves [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorCarvalho, Kenia dept_BR
dc.contributor.bancaNepomuceno, Alexandre Limapt_BR
dc.contributor.bancaPereira, Luiz Filipe Protasiopt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T12:40:49Z
dc.date.available2024-05-01T12:40:49Z
dc.date.created2009.00pt_BR
dc.date.defesa207.02.2009pt_BR
dc.description.abstractResumo: Condições de estresse abiótico levam ao acúmulo de espécies reativas de oxigênio com o concomitante aumento da atividade de enzimas antioxidantes em plantas Estudos anteriores mostraram que aplicações exógenas de prolina amenizam os efeitos deletérios causados pelo estresse oxidativo devido à sua habilidade de aumentar a atividade de enzimas antioxidantes Entretanto, não existem relatos dos efeitos da acumulação endógena de prolina na expressão de genes que codificam enzimas antioxidantes em condições normais de suprimento de água e em resposta ao déficit hídrico O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão relativa de transcritos de genes de quatro enzimas antioxidantes (Ascorbato peroxidase - APX, Catalase - CAT, Superóxido dismutase - SOD e Glutationa redutase - GR) em plantas transgênicas de citrumeleiro Swingle com alto acúmulo de prolina submetido ao déficit hídrico Primeiramente, para a identificação dos genes apropriados para utilizar como controle interno em tratamentos experimentais em condições de estresse hídrico por PCR em Tempo Real foi analisada a expressão de sete genes housekeeping funcionalmente distintos (ciclofilina - CYP, catepsina - CtP, actina - ACT, glucose-6-fosfato dehidrogenase - GAPDH, fator de alongamento 1a - EF1a, ß-tubulina - ß-TUB e ADP- fator de ribosilação – ADP) A estabilidade de expressão destes genes foi calculada através do software geNorm, a partir do qual foi verificado que o gene EF1a é o mais adequado A partir do banco de dados HarvEST Citrus foram obtidas sequencias de isoformas altamente expressas dos genes APX (ascorbato peroxidases APX1 e APX2 citosólicas e APXCL de cloroplasto), CAT (catalases CAT1 e CAT2), GR (glutationa redutases citosólica e GRCL de cloroplasto) e SOD (superóxido dismutases Cu/ZnSOD1 e Cu/ZnSOD2 citosólicas, Cu/ZnSODCL de cloroplasto, MnSOD mitocondrial e FeSOD cloroplasto) Plantas controle não transformadas e transgênicas com o gene mutante P5CSF129A foram submetidas à deficiência hídrica até atingirem a condição de estresse severo, e posteriormente recuperadas A coleta de folhas foi baseada em valores semelhantes de potencial total de água: condições normais de suprimento de água (?t = -1,3 MPa), estresse moderado (?t= -2,3 a -2,5 MPa), estresse severo (?t= -3,8 a -3,9 MPa) e recuperado (24h após irrigação; ?t= -1,3 a -1,9 MPa) A alta quantidade de prolina presente em plantas de citrumeleiro Swingle expressando o gene P5CSF129A induziu maior atividade transcricional da maioria da isoformas analisadas em condições normais de suprimento de água Nesta condição, as isoformas cujo aumento de expressão foi mais significativo foram as APX1, APXCL, CuZnSOD2 e CAT2 Durante o período de déficit hídrico a prolina apresentou maior influência sobre a expressão das isoformas APX1, APX2, APXCL, MnSOD e GRCL, com a elevação nos níveis de transcritos Já durante a recuperação do estresse, as isoformas cuja expressão foi aumentada em plantas transgênicas foram APX1, CAT1, CuZnSODCL e GRCL Estes dados demonstram que o alto acúmulo de prolina em plantas transgênicas de citrumeleiro Swingle alterou a transcrição de genes de enzimas antioxidantes tanto em condições normais de suprimento de água como sob déficit hídrico Os efeitos da prolina na atividade de enzimas antioxidantes, como APX, CAT e SOD já foram objeto de vários estudos, porém são escassos os trabalhos que mostram a influência da alta concentração intracelular deste aminoácido na expressão dos genes que codificam estas enzimas Os resultados aqui relatados também fornecem informações inéditas para o entendimento da regulação de processos biológicos em resposta a estresses abióticos, mostrando que a prolina pode atuar como uma molécula regulatória/sinalizadora capaz de alterar a expressão de genes envolvidos nas respostas das plantas a condições de déficit hídricopt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Abiotic stress Conditions leads to an accumulation of reactive oxygen species with the concomitant increase in antioxidant enzymes activity in plants Previous studies showed that exogenous application of proline mitigate the deleterious effects caused by oxidative stress due to its ability to increase the activity of antioxidant enzymes However, there are no reports of the effects of endogenous accumulation of proline in genes expression encoding antioxidant enzymes under normal conditions of water supply and in response to water deficit The objective of this study was to analyze relative expression of transcripts of four antioxidant enzymes genes (Ascorbate peroxidase – APX, Catalase - CAT, Superoxide dismutase - SOD and Glutathione reductase - GR) in citrumelo Swingle transgenic plants with high proline accumulation subjected to water deficit First of all, for the identification of suitable genes for use as internal controls in experimental treatments in conditions of water stress by Real Time PCR the expression of seven functionally distinct housekeeping genes was analyzed (cyclofilin - CYP, catepsin - CtP, actin - ACT, GAPDH, elongation factor 1-a - EF1a, ß-tubulin - ß-TUB and ADP- rybosilation factor – ADP) The expression stability of these genes was calculated through geNorm software, where it was found that EF1a gene was the most appropriate for normalization data From the HarvEST Citrus database (www http://harvestucredu/) highly expressed sequences of APX (citosolic ascorbate peroxidases APX1 and APX2 and chloroplastic APX), CAT (catalases CAT1 and CAT2), GR (citosolic glutathione reductases and chloroplastic GR) and SOD (citosolics superoxide dismutases Cu/ZnSOD1 and Cu/ZnSOD2, chloroplastic Cu/ZnSOD, mithocondrial MnSOD and chloroplastic FeSOD) genes were selected Transgenic expressing the mutant gene P5CSF129A and control plants were submitted to drought until they reach severe stress condition, after when plants were recovered Leaves collection were made based on similar water potential values: normal conditions of water supply (?t = -1,3 MPa), moderated stress (?t = -2,5 MPa), severe stress (?t = -3,9 MPa) and recovered (?t = -1,9 MPa) The high accumulation of proline present in citrumelo Swingle plants expressing the mutant gene P5CSF129A induced higher transcriptional activity in the majority of the isoforms tested under normal water supply conditions In this condition, isoforms expression with more significant increase were APX1, APXCL, CuZnSOD2 and CAT2 During drought stress proline had higher performance on the isoforms APX1, APX2, APXCL, MnSOD and GRCL giving rise in transcripts levels During recovery, isoforms whose expression was increased in transgenic plants were APX1, CAT1, CuZnSODCL and GRCL These data demonstrate that high accumulation of proline in citrumelo Swingle transgenic plants altered genes transcription of antioxidant enzymes both in normal water supply conditions and under water deficit Proline effect in the antioxidant enzymes activity, like APX, CAT and SOD have been object of several studies, however there are few studies showing the influence of high intracellular concentration of this aminoacid in genes expression encoding these enzymes The results reported here provide novel information for understading regulation of biological processes in response to abiotic stresses, showing thet proline can act as a regulatory/signalling molecule capable of altering expression of genes involved in plants responses to water deficit conditionspt_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/123456789/10252
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.subjectBiotecnologia vegetalpt_BR
dc.subjectEnzimaspt_BR
dc.subjectGenéticapt_BR
dc.subjectGenética vegetalpt_BR
dc.subjectExpressãopt_BR
dc.subjectCrop biotechnologypt_BR
dc.subjectEnzymespt_BR
dc.subjectPlant geneticspt_BR
dc.subjectExpressionpt_BR
dc.subjectGenespt_BR
dc.titleAnálise da expressão de genes que codificam enzimas antioxidantes em citrumeleiro 'Swingle' com alto acúmulo de prolina submetido ao déficit hídricopt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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