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Análise transcriptômica das vias metabólicas do inositol e de oligossacarídeos da família rafinose, em feijão-caupi sob estresse abiótico e biótico

As plantas desenvolveram, ao longo do processo evolutivo, mecanismos moleculares de ajuste fisiológico para enfrentar mudanças adversas, tais como estresses abióticos e bióticos, assim como a indução de respostas específicas às condições estressantes impostas, minimizando as perdas agrícolas. Existe...

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Main Author: SOUZA, Amanda Cordeiro de Melo
Other Authors: KIDO, Ederson Akio
Format: doctoralThesis
Language: por
Published: Universidade Federal de Pernambuco 2019
Subjects:
Feijão-caupi
Expressão gênica
Bioinformática
Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/35338
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id ir-123456789-35338
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spelling ir-123456789-353382019-11-29T05:18:26Z Análise transcriptômica das vias metabólicas do inositol e de oligossacarídeos da família rafinose, em feijão-caupi sob estresse abiótico e biótico SOUZA, Amanda Cordeiro de Melo KIDO, Ederson Akio COSTA, Antonio Félix da http://lattes.cnpq.br/8455214873348059 http://lattes.cnpq.br/6460993939012827 http://lattes.cnpq.br/7860458096623659 Feijão-caupi Expressão gênica Bioinformática As plantas desenvolveram, ao longo do processo evolutivo, mecanismos moleculares de ajuste fisiológico para enfrentar mudanças adversas, tais como estresses abióticos e bióticos, assim como a indução de respostas específicas às condições estressantes impostas, minimizando as perdas agrícolas. Existem moléculas com múltiplos efeitos no metabolismo vegetal, envolvidas nos mecanismos de adaptação, incluindo mudanças em nível fisiológico, e relacionados a produção de mensageiros secundários, desintoxicação, homeostase. Neste trabalho, foram identificados transcritos e proteínas das vias metabólicas em questão, por meio de análise in silico, utilizando a técnica HT-SuperSAGE. Para validar o método, foram identificadas e alinhadas unitags SuperSAGE de feijão-caupi, a partir de BLASTn, em ESTs de feijão-caupi disponíveis nos bancos de dados locais. Posteriormente, as ESTs de feijão-caupi com tags ancoradas, foram alinhadas, via BLASTx, com sondas de feijão comum e feijão azuki para a melhor compreensão do modelo em feijão-caupi, as quais contam com enzimas mapeadas nas vias. Os resultados obtidos identificaram em relação ao estresse salino, 77.753 unitags alinhando com 196.764 ESTs de feijão-caupi, e na via de inositol 385 transcritos de feijão-caupi ancorando 57 unitags, envolvendo 21 enzimas de feijão comum. No estresse de virose, 20.645 unitags SuperSAGE alinharam com 106.670 ESTs de feijão-caupi. Na via do inositol, foram identificados 171 transcritos de feijão-caupi ancorando 46 unitags, cujos produtos de tradução foram similares com 11 sequências sondas de proteínas de feijão azuki. Considerando o metabolismo de rafinose, foram identificados 77 diferentes ESTs de feijão-caupi ancorando 12 unitags, cujos produtos de tradução foram similares com 3 sequências sondas de proteínas de feijão azuki. Com base nos resultados foi possível: a) identificar transcritos com unitags diferencialmente expressas; b) mapear componentes previstos na via de inositol (58 %), em resposta a salinidade, e nas vias do inositol (45 %) e rafinose (60 %) em reposta a estresse biótico; c) propor nove primers eficientes para RT-qPCR, amplificando componentes das vias analisadas; d) identificar respostas individualizadas, de genótipos tolerante, sensível e resistente, nas orquestrações das vias de metabolismo. Em conjunto, os resultados contribuem para uma melhor compreensão das respostas de tolerância e resistência da planta aos estresses estudados, a partir da ação dos genes expressos por diferentes genótipos de feijão-caupi. FACEPE During the evolutionary process, plants developed molecular mechanisms of physiological adjustment to cope with adverse changes, such as abiotic and biotic stresses, as well as the induction of specific responses to the stressful conditions imposed, minimizing agricultural losses. There are molecules with multiple effects on plant metabolism, involved in the mechanisms of adaptation, including physiological changes, and related to secondary messenger production, detoxification, homeostasis. In this work, transcripts and proteins of the metabolic pathways in question were identified by in silico analysis using the HT-SuperSAGE technique. To validate the method, cowpea SuperSAGE unitags were identified and aligned from BLASTn in ESTs available from local databases. Later, the tagged cowpea ESTs were aligned via BLASTx with common bean and azuki bean probes for a better understanding of the cowpea model, which have enzymes mapped in the pathways. In relation to salt stress, 77,753 unitags aligned with 196,764 cowpea ESTs and 385 cowpea transcripts anchoring 57 unitags, involving 21 common bean enzymes, were identified. In biotic stress, 20,645 SuperSAGE unitags aligned with 106,670 cowpea ESTs. In the inositol pathway, 171 cowpea transcripts were identified anchoring 46 unitags, whose translation products were similar with 11 sequences of azuki bean protein probes. Considering the metabolism of raffinose, 77 different cowpea ESTs were identified, anchoring 12 unitags, whose translation products were similar with 3 sequences of azuki bean protein probes. Based on the results it was possible to: a) identify transcripts with differentially expressed unitags; b) map predicted components in the inositol pathway (58%) in response to salinity and inositol pathway (45%) and raffinose pathway (60%) in response to biotic stress; c) propose nine efficient primers for RT-qPCR, amplifying components of the analyzed pathways; d) identify individualized responses of tolerant, sensitive and resistant genotypes in the orchestration of metabolism pathways. Together, the results contribute to a better understanding of the tolerance and resistance responses of the plant to the studied stresses, from the action of genes expressed by different cowpea genotypes. 2019-11-28T19:56:39Z 2019-11-28T19:56:39Z 2019-08-01 doctoralThesis SOUZA, Amanda Cordeiro de Melo. Análise transcriptômica das vias metabólicas do inositol e de oligossacarídeos da família rafinose, em feijão-caupi sob estresse abiótico e biótico. 2019. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2019. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/35338 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Ciencias Biologicas
institution REPOSITORIO UFPE
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Expressão gênica
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description As plantas desenvolveram, ao longo do processo evolutivo, mecanismos moleculares de ajuste fisiológico para enfrentar mudanças adversas, tais como estresses abióticos e bióticos, assim como a indução de respostas específicas às condições estressantes impostas, minimizando as perdas agrícolas. Existem moléculas com múltiplos efeitos no metabolismo vegetal, envolvidas nos mecanismos de adaptação, incluindo mudanças em nível fisiológico, e relacionados a produção de mensageiros secundários, desintoxicação, homeostase. Neste trabalho, foram identificados transcritos e proteínas das vias metabólicas em questão, por meio de análise in silico, utilizando a técnica HT-SuperSAGE. Para validar o método, foram identificadas e alinhadas unitags SuperSAGE de feijão-caupi, a partir de BLASTn, em ESTs de feijão-caupi disponíveis nos bancos de dados locais. Posteriormente, as ESTs de feijão-caupi com tags ancoradas, foram alinhadas, via BLASTx, com sondas de feijão comum e feijão azuki para a melhor compreensão do modelo em feijão-caupi, as quais contam com enzimas mapeadas nas vias. Os resultados obtidos identificaram em relação ao estresse salino, 77.753 unitags alinhando com 196.764 ESTs de feijão-caupi, e na via de inositol 385 transcritos de feijão-caupi ancorando 57 unitags, envolvendo 21 enzimas de feijão comum. No estresse de virose, 20.645 unitags SuperSAGE alinharam com 106.670 ESTs de feijão-caupi. Na via do inositol, foram identificados 171 transcritos de feijão-caupi ancorando 46 unitags, cujos produtos de tradução foram similares com 11 sequências sondas de proteínas de feijão azuki. Considerando o metabolismo de rafinose, foram identificados 77 diferentes ESTs de feijão-caupi ancorando 12 unitags, cujos produtos de tradução foram similares com 3 sequências sondas de proteínas de feijão azuki. Com base nos resultados foi possível: a) identificar transcritos com unitags diferencialmente expressas; b) mapear componentes previstos na via de inositol (58 %), em resposta a salinidade, e nas vias do inositol (45 %) e rafinose (60 %) em reposta a estresse biótico; c) propor nove primers eficientes para RT-qPCR, amplificando componentes das vias analisadas; d) identificar respostas individualizadas, de genótipos tolerante, sensível e resistente, nas orquestrações das vias de metabolismo. Em conjunto, os resultados contribuem para uma melhor compreensão das respostas de tolerância e resistência da planta aos estresses estudados, a partir da ação dos genes expressos por diferentes genótipos de feijão-caupi.
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