Superexpressão de ortólogos ao AtAREB1 e aplicação exógena de ácido abscísico em soja sob déficit hídrico

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dc.contributor.advisorHenning, Liliane Marcia Mertz
dc.contributor.authorSilva, João Vitor da
dc.contributor.bancaCosta, Denis Santiago da
dc.contributor.bancaFoloni, José Salvador Simoneti
dc.coverage.extent69 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-09-01T19:29:20Z
dc.date.available2026-09-01T19:29:20Z
dc.date.issued2026-03-09
dc.description.abstractNa safra 2025/2026 o Brasil lidera a produção mundial de soja (Glycine max) com, aproximadamente, 178 milhões de toneladas, representando 42% do total global. Apesar dos dados positivos, é comum haver reduções na produtividade em função de períodos de déficit hídrico, principalmente durante os estágios de formação dos componentes de rendimento. As projeções climáticas indicam um cenário de aumento da frequência e intensidade de períodos de seca, reforçando a necessidade de estratégias de melhoramento voltadas à tolerância ao déficit hídrico. Nesse contexto, a superexpressão de genes envolvidos com a tolerância ao déficit hídrico, relacionados a via do hormônio Ácido Abscísico (ABA), representa uma importante estratégia. A superexpressão do fator de transcrição AtAREB1 de Arabidopsis thaliana na linhagem transgênica de soja 1Ea2939 promoveu o aumento da sensibilidade das plantas ao ABA, causando o fechamento dos estômatos, redução do crescimento da planta e síntese de enzimas que protegem as plantas contra o estresse osmótico. Contudo, cultivares transgênicas enfrentam restrições regulatórias, com necessidade de demorados e onerosos estudos de biossegurança, o que torna relevante o estudo de genes ortólogos nativos do genoma do organismo alvo. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo compreender os efeitos do ABA nos mecanismos de resposta à seca em soja por meio da geração de plantas transgênicas superexpressando ortólogos do gene AtAREB1, pela atualização do background genético da linhagem 1Ea2939 e por meio da aplicação exógena de ABA em plantas de soja. A transformação genética da cultivar elite BRS 573 via Agrobacterium tumefaciens resultou em eficiências de 2,61%, 1,79% e 1,24% para as construções contendo o gene AtAREB1, e seus potenciais ortólogos, Glyma.04G039300 e Glyma.06G040400, respectivamente. Esses valores são compatíveis com os encontrados na literatura para cultivares elite. A obtenção de eventos transgênicos na cultivar BRS 573 representou a atualização do background genético da linhagem tolerante à seca 1Ea2939 para uma base de maior potencial produtivo. Visando determinar os efeitos da aplicação exógena de ABA sobre respostas fisiológicas e agronômicas da cultura sob déficit hídrico, foi avaliada a aplicação exógena de ABA nas doses de 50, 100 e 200 µM via radicular na cultivar BR 16 e na linhagem 1Ea2939 submetidas ao déficit hídrico nos estádios fenológicos R1 e R5. Foi observada redução temporária da condutância estomática e da fotossíntese, com respostas dependentes da dose e do genótipo. A linhagem tolerante 1Ea2939 apresentou menor sensibilidade à redução da fotossíntese após a aplicação de ABA quando comparada à cultivar suscetível BR 16, indicando maior estabilidade fisiológica associada à ativação constitutiva da via mediada por AREB1. Em ambos os genótipos, os efeitos do ABA exógeno foram transitórios, com recuperação fisiológica após alguns dias, sugerindo absorção e degradação do fitormônio no substrato. Os resultados indicam que a modulação fisiológica promovida pelo ABA demonstrou ser uma estratégia promissora para o aumento da tolerância da soja ao déficit hídrico, resultando na preservação da biomassa de vagens e grãos na cultivar sensível sob restrição hídrica
dc.description.abstractother1In the 2025/2026 season, Brazil leads global soybean (Glycine max) production with approximately 178 million tons, representing 42% of the world total. Despite these positive figures, productivity losses due to water deficit periods are common, particularly during the developmental stages of yield components. Climate projections indicate a scenario of increased frequency and intensity of droughts, reinforcing the need for breeding strategies focused on drought tolerance. In this context, the overexpression of genes involved in water deficit tolerance related to the Abscisic Acid (ABA) hormonal pathway represents an important strategy. The overexpression of the Arabidopsis thaliana transcription factor AtAREB1 in the 1Ea2939 transgenic soybean line promoted increased plant sensitivity to ABA, causing stomatal closure, reduced plant growth, and the synthesis of enzymes that protect plants against osmotic stress. However, transgenic cultivars face regulatory restrictions requiring long and costly biosafety studies, which underscores the importance of studying native orthologous genes within the target organism's genome. Thus, this study aimed to understand the effects of ABA on drought response mechanisms in soybean through the generation of transgenic plants overexpressing orthologs of the AtAREB1 gene, the update of the genetic background of the 1Ea2939 line, and the exogenous application of ABA in soybean plants. Genetic transformation of the elite cultivar BRS 573 via Agrobacterium tumefaciens resulted in efficiencies of 2.61%, 1.79%, and 1.24% for constructs containing the AtAREB1 gene and its potential orthologs, Glyma.04G039300 and Glyma.06G040400, respectively. These values are consistent with those found in the literature for elite cultivars. Obtaining transgenic events in the BRS 573 cultivar represented an update of the genetic background of the drought-tolerant line 1Ea2939 to a base with higher yield potential. To determine the effects of exogenous ABA application on the crop's physiological and agronomic responses under water deficit, root-zone applications of ABA at doses of 50, 100, and 200 µM were evaluated in the BR 16 cultivar and the 1Ea2939 line subjected to water deficit at the R1 and R5 phenological stages. A temporary reduction in stomatal conductance and photosynthesis was observed, with responses depending on both dose and genotype. The tolerant line 1Ea2939 showed lower sensitivity to photosynthesis reduction following ABA application compared to the susceptible cultivar BR 16, indicating greater physiological stability associated with the constitutive activation of the AREB1-mediated pathway. In both genotypes, the effects of exogenous ABA were transient, with physiological recovery occurring after a few days, suggesting uptake and degradation of the phytohormone in the substrate. The results indicate that the physiological modulation promoted by ABA is a promising strategy for increasing soybean tolerance to water deficit, resulting in the preservation of pod and grain biomass in the sensitive cultivar under water restriction
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19900
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Bioquímica e Biotecnologia
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia
dc.subjectGlycine max
dc.subjectFator de transcrição
dc.subjectMudanças climáticas
dc.subjectSeca
dc.subjectFitormônios
dc.subjectSoja - hormônios vegetais - déficit hídrico
dc.subjectSoja - fatores de transcrição - déficit hídrico
dc.subject.capesCiências Biológicas - Genética
dc.subject.cnpqCiências Agrárias - Agronomia
dc.subject.keywordsGlycine max
dc.subject.keywordsTranscription factor
dc.subject.keywordsClimate change
dc.subject.keywordsDrought
dc.subject.keywordsPhytohormones
dc.subject.keywordsSoybean - plant hormones - water Deficit
dc.subject.keywordsSoybean - transcription factors - water Deficit
dc.titleSuperexpressão de ortólogos ao AtAREB1 e aplicação exógena de ácido abscísico em soja sob déficit hídrico
dc.title.alternativeOverexpression of AtAREB1 orthologs and exogenous application of abscisic acid in soybean under water deficit
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

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