Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_daisy_leticia-ramirez_monzon.pdf: 495372 bytes, checksum: 4109f5d12e44f58ba6cd6d0affc3d675 (MD5) Previous issue date: 2012-02-07 / The soybean (Glycine max L. Max) is one of the main crops grown in Brazil, the second largest world producer. Its evolution has been strongly supported by the development of technologies that allowed the acreage increase. Currently, the use of biotechnology tools aims to contribute to the development of new genotypes with characteristics that can continue increase the production. The identification of genes responsible for characters that can assist in developing varieties with improved seed quality may constitute something innovative. The seed tegument has an important function as for the seeds resistance to deterioration. In this sense, the partial characterization of the protein expression FLA 14 (Arabinogalactan), directly related to the cell wall synthesis in the seed tegument may contribute to the advancement of these studies. The aim of this work was to generate and validate primers capable of quantifying the gene expression of the FLA 14 protein in four soybean genotypes, two with black tegument (TP and IAC 222) and higher lignin content and two with yellow tegument (CD 202 and Potência) and lower lignin content. The plant tissue (tegument) was collected 50 days after the anthesis. In order to obtain the gene expression among genotypes, it was used the qRT-PCR technique, where it was tested four combinations of primers, constructed from sequence models of soybeans ESTs. With the validation results, the primers that were found within the standards were the FLA 14p1, FLA 14p2 and β-Actina. They were all used at the expression studies. The results of the relative expression showed that soybean genotypes with black tegument and higher lignin content express the FLA 14 protein quantitatively superior to the genotypes with yellow tegument and lower lignin content. / A soja (Glycine max L. Merr.) é uma das principais culturas produzidas no Brasil, sendo considerado o segundo maior produtor mundial. Sua evolução foi fortemente amparada pelo desenvolvimento de tecnologias que possibilitaram o aumento da área cultivada. Atualmente o emprego de ferramentas da biotecnologia busca contribuir para o desenvolvimento de novos genótipos com características que possam continuar incrementando a produção. A identificação de genes responsáveis por caracteres que possam auxiliar no desenvolvimento de variedades com melhor qualidade da semente, pode se constituir em algo inovador. O tegumento apresenta uma função importante quanto à resistência das sementes à deterioração. Nesse sentido, a caracterização parcial da expressão do gene da proteína FLA 14 (Arabinogalactano), relacionadas diretamente com a síntese da parede celular no tegumento da semente pode contribuir para o avanço dos estudos. O objetivo do trabalho foi gerar e validar primers capazes de quantificar a expressão gênica da proteína FLA 14 em quatro genótipos de soja, dois desses com tegumento preto (TP e IAC 222) e maior conteúdo de lignina, e outros dois com tegumento amarelo (CD 202 e Potência) e menor conteúdo de lignina. O tecido vegetal (tegumentos) foi coletado aos 50 dias após a antese. Para a análise da expressão gênica entre os genótipos, utilizou-se a técnica de qRT-PCR, onde foram testadas quatro combinações de primers construídos a partir de modelos de sequência de ESTs da soja. Com os resultados da validação, os primers que se encontraram dentro dos padrões foram os FLA 14p1, FLA 14p2 e β-Actina utilizando-se no estudo de expressão. Os resultados da expressão relativa permitiram concluir a expressão do gene da proteína FLA 14 é quantitativamente superior nos genótipos de soja com tegumento preto e conteúdo superior de lignina em relação aos genótipos com tegumento amarelo e menos teor de lignina.

[ES] Los dobles haploides son una gran herramienta para la mejora genética de híbridos debido a que se puede alcanzar la homocigosis completa en una sola generación. Entre las técnicas usadas para obtener estas plantas, la inducción de la embriogénesis de microsporas, mediante el cultivo de anteras o de microsporas, es la más eficiente y la más usada. La embriogénesis de microsporas es también un ejemplo de totipotencia de las células vegetales gracias a su habilidad de reprogramar su desarrollo gametofítico hacia una ruta esporofítica, donde las células proliferan de forma organizada para crear un nuevo organismo. Como en muchos otros procesos in vitro, las condiciones de cultivo deben ser optimizadas para incrementar la eficiencia. En la presente Tesis Doctoral, hemos usado dos especies como sistemas experimentales para estudiar y optimizar el cultivo de microsporas. Por un lado, usamos berenjena (Solanum melongena) como un ejemplo de cultivo de importancia económica en el que los protocolos todavía tienen mucho margen de mejora. La optimización de la densidad celular y los reguladores de crecimiento han demostrado ser útiles para modificar la eficiencia del cultivo de microsporas de berenjena. Por otra parte, hemos utilizado el cultivo de microsporas de Brassica napus para estudios básicos puesto que ha sido ampliamente usado como modelo para entender procesos celulares que ocurren durante este cambio en el desarrollo. Se detalla un protocolo estandarizado para el cultivo de microsporas de B. napus, el cual ha sido utilizado en todos los cultivos en esta Tesis para explorar una serie de procesos y estructuras celulares potencialmente implicados en el cambio de desarrollo hacia embriogénesis. Estos procesos incluyen estrés del retículo endoplásmico, muerte celular programada, autofagia y estructura y composición de la pared celular. Estudiamos en paralelo el cultivo de microsporas de dos genotipos de B. napus con diferente respuesta androgénica en condiciones estándar y añadiendo Tricostatina A, un modulador epigenético que ha mostrado ser beneficioso para la respuesta androgénica en algunos casos. En conjunto, esta Tesis representa un avance en la optimización del cultivo de microsporas en estas especies y arroja luz sobre el papel de algunos procesos en el contexto de embriogénesis de microsporas. / [CA] Els dobles haploides són una gran eina en millora vegetal per a la producció d'híbrids, a causa de la seua total homozigosi, que es pot aconseguir en només una generació in vitro. Entre les diverses tècniques que s'utilitzen per tal d'obtenir aquestes plantes, la inducció de l'embriogènesi de microspores, mitjançant cultiu d'anteres o microspores, és la més comuna i eficient. L'embriogènesi de microspores també és un exemple de la totipotència de les cèl·lules vegetals, capaços de reprogramar-se d'una via gametofítica a una via esporofítica, on proliferen de manera organitzada per crear un nou organisme. Com en moltes altres tecniques in vitro, s'han d'optimitzar les condicions del cultiu per tal d'augmentar l'eficiència. En la present Tesi Doctoral, hem utilitzat dues espècies de plantes com a sistemes experimentals per estudiar i optimitzar el cultiu de microspores. Per una banda, hem utilitzat l'albergínia (Solanum melongena) com a exemple de cultiu d'importància econòmica on els protocols encara tenen marge per a l'optimització. La optimització de la densitat de cèl·lules en cultiu i la concentració de reguladors de creixement van demostrar ser útils per modificar l'eficiència de la resposta dels cultius de microspores d'albergínia. D'altra banda, hem utilitzat cultius de microspores de Brassica napus principalment per a estudis bàsics, ja que s'utilitza àmpliament com a model per entendre els processos cel·lulars que es produeixen durant aquest canvi de desenvolupament. Es detalla un protocol estandarditzat per al cultiu de microspores de B. napus, que s'ha utilitzat en tots els cultius inclosos en aquesta Tesi per explorar una sèrie de processos i estructures cel·lulars potencialment implicades en el canvi de desenvolupament cap a l'embriogènesi. Aquests inclouen l'estrès del reticle endoplasmàtic, la mort cel·lular programada, l'autofàgia i l'estructura i composició de la paret cel·lular. Vam estudiar en paral·lel cultius de microspores de dos genotips de B. napus amb diferent resposta androgènica, cultivats en condicions estàndard i afegint-hi Tricostatina A, un modulador epigenètic que s¿ha demostrat beneficiós per a la resposta androgènica en alguns casos. En conjunt, aquesta Tesi representa un avanç en l'optimització dels cultius de microsporas en aquestes espècies i aporta llum sobre el paper d'alguns processos en el context de l'embriogènesi de microspores. / [EN] Doubled haploids are a great tool for hybrid breeding due to their complete homozygosity achievable in only one in vitro generation. Among the several techniques used to obtain these plants, induction of microspore embryogenesis, via anther or microspore culture, is the most common and efficient approach. Microspore embryogenesis is also an example of totipotency of plant cells due to their ability to reprogram themselves from a gametophytic to a sporophytic pathway, where cells proliferate in an organized way to create a new organism. As in many other in vitro procedures, culture conditions must be optimized in order to increase efficiency. In the present Doctoral Thesis, we used two plant species as experimental systems to study and optimize microspore culture. On one hand, we used eggplant (Solanum melongena) as an example of economically important crop where protocols have still room for optimization. Optimization of cell density and growth regulators demonstrated to be useful to modify the efficiency of eggplant microspore cultures. On the other hand, we used B. napus microspore cultures principally for basic studies since it is widely used as a model to understand cellular processes occurring during this developmental switch. A standardized protocol for Brassica napus microspore culture is detailed, which was used in all the cultures included in this Thesis to explore a series of processes and cellular structures potentially involved in the developmental switch towards embryogenesis. These included endoplasmic reticulum stress, programmed cell death, autophagy, and cell wall structure and composition. We studied in parallel microspore cultures from two B. napus genotypes with different androgenic response cultured in standard conditions and adding Trichostatin A, a epigenetic modulator shown to be beneficial for the androgenic response in some cases. Together, this Thesis represents an advance in the optimization of microspore cultures in these species, and sheds light on the role of some processes within the context of microspore embryogenesis. / Thanks are due to the Electron Microscopy Service of Universitat Politècnica de València, Marisol Gascón (IBMCP Microscopy Service). This work was supported by grant AGL2017-88135-R to JMSS from MICINN jointly funded by FEDER and by a Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship (656579) to PC-M This work was supported by grant AGL2017-88135-R to JMSS from MINECO jointly funded by FEDER. / Camacho Fernández, C. (2021). Microspore embryogenesis: cell wall dynamics and reprogramming of cell fate [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/163698