A proteína do retardo mental do X frágil (FMRP), codificada pelo gene do Retardo Mental do X Frágil (do inglês, Fragile Mental Retardation 1, FMR1) associa-se a RNA e transita entre o núcleo celular, grânulos citoplasmáticos e polirribossomos. No SNC, tem um importante papel como reguladora traducional atuando na maturação e eliminação sináptica. A exclusão do éxon 14 de transcritos do FMR1, associada ao uso do terceiro sítio de splicing do éxon 15 do FMR1, acarreta mudança da fase de leitura dos códons subsequentes, produzindo potencialmente isoformas da FMRP com nova região C-terminal, sem o sinal de localização nuclear e o domínio RGG, principal efetor de sua associação a RNAs. Sua importância funcional ainda não foi estudada. Neste trabalho, avaliamos por RT-qPCR a expressão dos transcritos que incluem e excluem o éxon 14 do Fmr1 no SNC de ratos e identificamos o córtex cerebral no décimo nono dia embrionário (E19) e no segundo dia pós-natal (P2) como tecido e fases do desenvolvimento em que são observados transcritos do Fmr1 com junção entre o éxon 13 e o terceiro sítio de splicing do éxon 15. Demonstramos que transcritos com essa junção exônica associam-se à proteína 4E de iniciação da tradução de eucarioto (eIF4E), indicando sua estabilidade no citoplasma. Geramos um anticorpo que identifica proteína de fusão com nova região C-terminal da FMRP. Paralelamente, a triagem por elementos em cis (transcritos) e fatores proteicos em trans trouxeram candidatos a inibirem o splicing do éxon 14 do FMR1 / Fragile X Mental Retardation Protein (FMRP), encoded by the Fragile Mental Retardation 1 (FMR1) gene, is an RNA-binding protein with nucleus-to-cytoplasm shuttling, and polyribosome association. In the central nervous system (CNS), FMRP is a translation regulator with important roles in synaptic maturation and elimination. In primary FMR1 transcripts, exon 14 skipping followed by selection of the exon 15 third splicing acceptor site, shifts the open reading frame of the downstream codons creating a putative FMRP isoform with a novel C-terminus, which lacks the nuclear localization signal and the major RNA binding domain, RGG box. The relevance of such isoform is as yet unknown. In the present study, we assessed, by RT-qPCR, the expression of rat Fmr1 transcripts in the CNS, relative to the inclusion of exon 14. We identified the cerebral cortex in the nineteenth embryonic day (E19) and the second postnatal day (P2) as the most prominent sources of transcripts bearing a splicing junction between exon 13 and the third splicing acceptor site in exon 15. Those transcripts are associated with the eukaryotic translation initiation factor 4E (eIF4E), indicating its cytoplasmic stability. We generated an antibody that recognizes a fusion protein carrying the novel FMRP C-terminus. Concurrently, a search for ci (transcript) and trans (protein) elements identified putative inhibitors of FMR1 exon 14 splicing

Orientador: Vera Fernanda Martins Hossepian de Lima / Coorientador: Aline Costa de Lucio Prado / Banca: Lúcia Galvão de Albuquerque / Banca: Beatriz da Costa Aguiar Alves Reis / Resumo: Doses de sêmen enriquecidas com espermatozoides portadores do cromossomo X são utilizadas na inseminação artificial (IA) e na produção in vitro de embriões (PIVE). Todavia ensaios de campo, utilizando este tipo de sêmen, demonstraram redução na taxa de prenhez, que pode ser justificada pelas injúrias espermáticas durante o processo de sexagem, além de alterações no DNA, interferindo na expressão de genes paternos, afetando o desenvolvimento embrionário e acarretando perda gestacional após 90 dias. Assim, os objetivos desse trabalho foram: comparar a taxa de clivagem e de blastocistos produzidos in vitro utilizando sêmen convencional e sêmen com espermatozoides sexados por citometria de fluxo e verificar a existência de diferenças na expressão de genes relacionados ao reconhecimento da gestação (AKR1B1, PTGS1, PTGS2, mPGES-1, mPGES-2, TNF-α) em embriões produzidos in vitro utilizando os dois tipos de sêmen. Os embriões bovinos foram produzidos por fecundação in vitro, quarenta e oito horas após a fecundação foi avaliada a taxa de clivagem, e no sétimo dia após a fecundação foi avaliada a taxa de blastocisto. Posteriormente esses blastocistos foram submetidos à extração de RNA para a avaliação da expressão gênica. Não foi observada diferença significativa (P>0,05) para as taxas de clivagem e blastocisto entre os grupos experimentais. Em relação ao padrão de expressão, a citometria de fluxo não alterou os níveis de transcritos dos genes AKR1B1, PTGS1, PTGS2, mPGES-2 e TNF-α sugerindo que embriões produzidos com espermatozoides sexados por citometria de fluxo não possuem alterações prejudiciais em genes envolvidos no reconhecimento da gestação. Porém o gene mPGES-1 foi 4,54 vezes menos expresso nos embriões produzidos com espermatozoides sexados por citometria de fluxo, sugerindo a possibilidade de ocorrência de perda gestacional, pois estudos ... / Abstract: Doses of semen enriched with carriers of X chromosome sperm are used in artificial insemination (AI) and in embryos produced in vitro (PIVE). However, field studies using this type of semen demonstrated a reduction in pregnancy rate, which can be justified by injuries during sperm sexing and alterations in DNA, interfering with the expression of paternal genes affecting embryonic development and resulting in pregnancy loss after 90 days. The aims of this study were to compare the cleavage and blastocyst rates produced in vitro using conventional semen and sexed semen by flow cytometry, and check differences in the expression of genes related to pregnancy recognition (AKR1B1, PTGS1, PTGS2, mPGES-1, mPGES-2, TNF-α ) in embryos produced in vitro using the two types of semen. Bovine embryos were produced by in vitro fertilization, forty eight hours after fertilization the cleavage rate was evaluated, and on the seventh day after fertilization the blastocyst rate was performed. Subsequently, these blastocysts were subjected to RNA extraction for evaluation of gene expression. No significant differences (P>0.05) for cleavage and blastocyst rates between the experimental groups were observed. Related to the expression pattern, the flow cytometry did not alter the transcript levels of AKR1B1, PTGS1, PTGS2, mPGES-2 e TNF-α genes, suggesting that embryos produced with sexed semen by flow cytometry do not have detrimental changes in genes involved in pregnancy recognition. However the mPGES-1 gene was expressed 4,54 times less in embryo produced with sexed semen by flow cytometry, suggesting the possibility of pregnancy loss, since studies suggest that are required levels of expression of mPGES for maintenance and recognition of pregnancy / Mestre

Orientador: Ivan de Godoy Maia / Banca: Douglas Silva Domingues / Banca: Marilia Gaspar / Resumo: A biotecnologia define-se pelo uso de conhecimentos sobre os processos biológicos e sobre as propriedades dos seres vivos, com o fim de resolver problemas e criar produtos de utilidade. É importante frisar que uma das principais vantagens da biotecnologia moderna voltada para a área vegetal é a de poder gerar estratégias de melhoramento aplicáveis a diferentes culturas. Uma das principais estratégias de ação nessa área trata da produção de plantas geneticamente modificadas com transgenes de interesse. Nesse contexto, a caracterização de promotores com padrão de expressão tecido-específico é essencial para que a expressão de tais transgenes em plantas de interesse agronômico e florestal, como em eucalipto, fique limitada a determinados órgãos/tecidos. . Assim, o presente trabalho teve por objetivo realizar a caracterização funcional do promotor do gene EgTIP2 que codifica uma putativa aquaporina intrínseca de tonoplasto (TIP) com expressão específica em raízes de eucalipto. Em paralelo, o perfil de expressão desse gene em resposta ao estresse osmótico foi investigado em eucalipto. Análises de expressão mostraram que tanto o promotor quanto o gene EgTIP2 são regulados positivamente pelo estresse osmótico curto e persistente, enquanto que o promotor parece ser regulado negativamente na presença de ABA-exógeno. Testes histoquímicos revelaram uma expressão vascular-específica dirigida pelo promotor EgTIP2 em plantas de tabaco transgênicas, sugerindo uma possível utilização como ferramenta para aplicação em engenharia genética de espécies lenhosas / Abstract: Not available / Mestre

Orientador: Fábio Tebaldi Silveira Nogueira / Banca: Luiz Fernando Rolim de Almeida / Banca: Michel Georges Abert Vizentz / Resumo: Os MicroRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs endógenos não codantes de 20-22 nucleotídeos (nt) que regulam a expressão gênica de genes-alvos. Eles estão envolvidos em diversos aspectos de desenvolvimento da planta, tanto na parte aérea, quanto no sistema radicular. Os miRNAs e seus genesalvos tem uma complementariedade quase perfeita em plantas, sendo que esta complementaridade está relacionada à origem dos genes de miRNAs (genes MIRs). A hipótese mais aceita para a origem dos genes de miRNAs é a "hipótese de duplicação invertida", a qual propõe que os genes de miRNAs surgiram a partir de duplicações invertidas do seus genes-alvos nos genomas vegetais. Muitos genes-alvos de miRNA em plantas codificam para fatores de transcrição, tais como os genes SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPLs). Alguns membros da família SPL são regulados por ambos os miRNAs, miR156 e miR529. O sítio de reconhecimento destes microRNAs em transcritos de genes SPLs é conservado e difere somente por sete nucleotídeos. Enquanto o miR156 é altamente conservado entre Angiospermas, incluindo arabidopsis, o miR529 aparentemente está presente somente em eudicotiledôneas basais, monocotiledôneas e no musgo Physcomitrella patens. Neste trabalho, foram realizadas duas abordagens para o estudo da via miRNAs/SPL. Na primeira abordagem, foi analisada a evolução e a possível função da via miR529/SPL em monocotiledôneas e eudicotiledôneas. Foi testado o sítio de reconhecimento do miR529b em dois genes SPLs (SPL9 e SPL15) de arabidopsis encontrados bioinformaticamente via geração de plantas transgênicas de arabidopsis superexpressando o precursor de arroz OsMIR529b. As linhagens transgênicas de arabidopsis (OsMIR529b-OE) apresentaram fenótipos vegetativos e reprodutivos similares aos de plantas duplo mutantes de perda de função para os genes SPL9 e SPL15 de arabidopsis (denominado spl9/spl15). Estes ... / Abstract: MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small non-coding RNAs of 20-22 nucleotides (nt) in length that regulate the gene expression transcriptionally and posttranscriptionally. They are involved in many aspects of plant development, both in the shoot and in the root systems. MiRNAs and their target genes have an almost perfect complementarily in plants, and this is related to the complementarity of genes origin of miRNAs genes (MIR genes). The most accepted hypothesis for the origin of miRNA genes is the "inverted duplication hypothesis," which proposes that genes of miRNAs arose from inverted duplications of their target genes in plant genomes. Many miRNA target genes in plants encode transcription factors such as SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPLs). Some SPL family members SPL are regulated by both miRNAs, miR156 and miR529. The recognition site for these microRNAs in SPL transcripts is conserved and only differs by seven nucleotides. While miR156 is highly conserved among Angiosperms, including Arabidopsis thaliana, miR529 is apparently present only in basal eudicots, monocots and in the moss Physcomitrella patens. In this work, were performed two approaches to study miRNA-direct SPL gene regulation. In the first approach, we analyzed the evolution and possible function of the miR529/SPL pathway in monocots and eudicotyledonous. We searched for miR529b recognition sites in SPL genes from core eudicots, such as Arabidopsis thaliana. Interestingly, we found two miR529b-targeted SPLs (SPL9 and SPL15) in Arabidopsis and showed that the recognition sites are functional via the generation of transgenic Arabidopsis plants overexpressing OsMIR529b. OsMIR529b-OE overpressors are phenotipically and molecularly similar to the double mutant spl9/spl15. Our data suggest that miR529b is processed and functional in core eudicots and that this microRNA was recently lost in the evolutionary history of the ... / Mestre

Orientador: Sonia Marli Zingaretti / Banca: Janete Apparecida Desidério / Banca: Bianca Waleria Bertoni / Resumo: A utilização de plantas na produção de medicamentos deve estar amparada na correta escolha das plantas de onde serão coletados os metabólitos vegetais, isso é de vital importância, posto que a utilização incorreta de uma espécie como provocar sérios danos a saúde do usuário. Em relação ao gênero Lippia, muitas espécies dentro do gênero, produzem metabolitos secundários de inegável importância farmacológica, no entanto apresentam muitas vezes características morfológicas muito similares o que tem concorrido para a identificação errônea da espécie. Nesse trabalho o objetivo foi utilizar técnicas moleculares (Differential Display - PCR e cDNA-AFLP) para auxiliar a identificação dessas espécies através de marcadores moleculares, também se buscou a identificação dos genes que participam nas vias de produção dos metabolitos secundários majoritários dessas espécies. Os resultados obtidos com o Differential Display não detectaram genes envolvidos com a síntese dos metabólitos, porém foram identificadas sequências de microssatèlites e tranposons que podem ser envolvidas na produção desses compostos. Com o cDNA-AFLP não foi possível separar as espécies em relação aos metabólitos secundários produzidos por ela, o que foi observado é uma grande influência do ambiente, bem como de fatores genéticos na produção desses compostos / Abstract: The use of plants in the production of drugs must be supported in the correct choice of plants from which the plant metabolites will be collected, it is of vital importance, since the misuse of a species can cause serious damage to the user's health. Regarding the genus Lippia, many species within the genus, producing secondary metabolites of undeniable pharmacological importance, however they present very similar morphological characteristics which have contributed to the misidentification of species. In this study the objective was to use molecular techniques (Differential Display - PCR and cDNA-AFLP) to assist in identification of these species using molecular markers, also sought to identify genes involved in production routes of the major secondary metabolites of these species. The results obtained by the Differential Display did not detect genes involved in the synthesis of metabolites, however tranposons and microsatellites sequences were identified that may be involved in the production of these compounds. The cDNA-AFLP could not separate the species in relation to secondary metabolites produced by the plants, what was observed is a great influence of the environment, as well as genetic factors in the production of these compounds / Mestre

Orientador: Jesus Aparecido Ferro / Coorientador: João Martins Pizauro Junior / Banca: Tiago Santana Balbuena / Banca: José Belasque Junior / Resumo: A ORF XAC1201 de Xanthomonas citri subsp. citri (Xac) codifica uma proteína hipotética que, quando nocauteada por inserção de transposon, leva a alterações na patogenicidade da bactéria em citros. A ORF possui 819 pb e codifica a proteína XAC1201 que possui uma massa molecular de 29,1 kDa. A região codificadora foi clonada no vetor de expressão pET SUMO e a proteína de fusão His-SUMO-XAC1201 foi expressa na Escherichia coli linhagem BL21(DE3) pLysS. A melhor condição para expressão da proteína na forma solúvel foi a 28ºC e 250 rpm por 4h na presença de 0,2 mM IPTG. A purificação foi realizada por cromatografia de afinidade com íons metálicos imobilizados (IMAC) em coluna de Ni2+-Sepharose e a proteína de não fusão foi obtida após digestão com SUMO protease e nova cromatografia em coluna de Ni2+-Sepharose. O rendimento final do processo foi de 3,18% da proteína total, tendo a proteína recombinante nativa sido isolada com alto grau de pureza e na forma nativa. A identidade de XAC1201 recombinante foi confirmada pelas análises de espectrometria de massas, com mais de 80% de cobertura da sequência. Foram realizados testes enzimáticos para verificar as prováveis atividades de fosfohidrolase e histidina quinase, porém, estes testes não foram conclusivos. A análise de frequência e diversidade da ORF XAC1201 em bancos de dados sugere que se trata de uma proteína ubíqua e com função ancestral, presente em diversos filos dentro do Domínio Bacteria. A obtenção desta proteína na forma pura, solúvel e nativa é o primeiro passo para os estudos de caracterização da sua função e, devido à presença de alta identidade desta sequência com muitos outros grupos bacterianos, a elucidação da função desta proteína será de grande interesse, não apenas para Xac, como também para outros microrganismos / Abstract: The ORF XAC1201 of Xanthomonas citri subsp. citri (Xac) encodes a hypothetical protein and when knocked out by transposon insertion leds to changes in the pathogenicity of the bacterium in citrus. The ORF XAC1201 has 819 bp and encodes a protein with a molecular mass of 29.1 kDa. The coding region was cloned into the expression vector pET SUMO and His-SUMO-XAC1201 fusion protein was expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS strain. The best condition for protein expression in soluble form was 28°C and 250 rpm for 4 hours in the presence of 0.2 mM IPTG. Purification was performed by immobilized metal ions affinity chromatography (IMAC) on a Ni2+-Sepharose column and the non-fusion protein was obtained after digestion with SUMO protease and new chromatography on Ni2+-Sepharose column. The final process yield was 3.18% of the total protein, and the protein was obtained highly pure and in the native form. The identity of the purified protein was confirmed by mass spectrometry analysis with sequence coverage above 80%. Enzymatic assays were made to verify phosphohydrolases and histidine kinase activities, however, the results are inconclusive. It is suggested that XAC1201 is a ubiquitous protein and plays an ancestral role, since it is found in several Phyla within the Bacteria Domain. Obtaining this protein in pure, soluble and native form is the first step towards characterization studies of its function. Since this protein is present not only in Xac but has a ubiquitous presence in many other bacterial groups, the understanding of its function is of great interest to many areas / Mestre

Orientador: Jesus Aparecido Ferro / Coorientador: Rui Pereira Leite Júnior / Banca: Alessandro de Mello Varani / Banca: José Belasque Júnior / Resumo: O cancro cítrico, causado pela bactéria Xanthomonas citri subsp. citri (Xac), é uma das principais doenças que acometem a citricultura mundial e ataca uma ampla gama de espécies comerciais de citros, causando perdas significativas nos países produtores. A espécie de laranja doce Hamlin (Citrus sinensis) é suscetível ao cancro cítrico, enquanto a espécie de tangerina Satsuma (Citrus unshiu) é resistente. Para compreender os mecanismos moleculares relacionados aos sistemas de defesa ativados pela planta é importante identificar as alterações transcricionais de cada espécie vegetal sob estresse fitopatogênico, a fim de desvendar os elementos moleculares que são específicos de cada espécie. O objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise comparativa temporal do transcriptoma de duas espécies cítricas contrastantes em resposta à Xac, pela técnica do RNA-Seq (Illumina). Um total de 5.673 e 6.231 transcritos diferencialmente expressos foi induzido nos tempos 24, 48 e 72 horas após a inoculação de Xac em Satsuma e Hamlin, respectivamente, enquanto 3.982 e 7.944 transcritos foram reprimidos. Deste total, 52 transcritos foram induzidos em comum, nas duas espécies, em todos os tempos de inoculação. Estes genes estão relacionados com a defesa basal da planta contra o ataque de Xac, pois apresentam genes que participam na percepção e reconhecimento do patógeno, genes que codificam fatores de transcrição e genes que participam na defesa da planta, como glucanases e proteinases. Entre os genes induzidos exclusivamente na espécie resistente Satsuma destacou-se uma proteinase aspártica. Esta proteína apresentou a maior expressão gênica no tempo 24 horas e pode estar envolvida na resistência desta espécie, visto que na espécie suscetível Hamlin, a expressão desta proteína foi menos expressiva e tardia, no tempo 48 horas. Outra resposta oposta entre as espécie foi na expressão de genes relacionados à ... / Abstract: Citrus canker, caused by Xanthomonas citri subsp. citri (Xac), is a one of the most important disease affecting citrus production worldwide and attacks a wide range of commercial species of citrus trees, causing significant losses in producing countries. Hamlin sweet orange (Citrus sinensis) is canker-sensitive, while Satsuma mandarin (Citrus unshiu) is canker-resistant. To understand the molecular mechanisms underlying the differences in responses to Xac, transcriptional profiles of these two genotypes following Xac attack were compared by RNA-Seq (Illumina). The purpose of this study was to examine simultaneous changes in gene expression profile during the early stages (24, 48 and 72 hpi) of citrus canker infection in Satsuma and Hamlin. A total of 5673 and 6231 up-regulated transcripts were identified at 24, 48 and 72 hpi in Satsuma and Hamlin, respectively, while 3982 and 7944 were down-regulated. Of these, 52 transcripts were up-regulated in common between both genotypes. These genes in common are related to basic defense against Xac, because there are genes involved in patogen perception and recognition, transcription factors and genes related to plant defense, such as glucanases and proteinases. Among up-regulated genes expressed only in Satsuma, aspartic proteinase was highlighted. This protein presented the highest gene expression 24 hpi and it can be involved in Satsuma resistance, since the expression of this protein was less pronounced and delayed in Hamlin. Another opposite response between these two genotypes was the expression of genes related to cell wall. Such genes were pectato lyase, extensin, cellulose sinthase, and xiloglucano endotransglycosilase. The genes were up-regulated in Satsuma, while in Hamlin, they were down-regulated. For genes related to plant defense, both genotypes up- regulated pathogenesis-related proteins, especially 72 hpi. However, the expression of these genes did not prevent the symptoms in ... / Mestre

Orientador: Celso Luis Marino / Coorientador: Zengjian Jeffrey Chen / Banca: Jesus Aparecido Ferro / Banca: Claudia Barros Monteiro Vitorello / Banca: Carlos Alberto Labarte / Banca: Ivan de Godoy Maia / Resumo: O Eucalyptus é um dos gêneros mais importantes no setor florestal mundial. Por esse motivo, programas de melhoramento genético florestal são desenvolvidos no intuito de aumentar a produtividade, introduzir características desejáveis e reduzir impactos ambientais. No entanto, características deletérias podem ser incorporadas em determinados cruzamentos nos ciclos de melhoramento, seja por endogamia biparental ou segregação de loci heterozigóticos. As anomalias são um exemplo deste efeito e podem acarretar perdas na produção de mudas, na produtividade e atrasos no desenvolvimento de genótipos elite. Portanto, a identificação e caracterização de genes relacionados às anomalias são muito importantes nos programas de melhoramento. Ao realizar um cruzamento controlado entre dois indivíduos de Eucalyptus grandis, a empresa Suzano Papel e Celulose detectou uma anomalia com segregação mendeliana de 3 (normais) :1 (anormais) na progênie. As plântulas anômalas morrem em poucos meses e diferem significativamente em algumas características morfológicas, como altura, diâmetro da base do caule, dimensões e forma do limbo foliar e número de ramificações laterais. Estudos prévios permitiram identificar uma marca molecular ligada à anomalia que apresentou identidade com genes da superfamília Bet v1, família PR10 (pathogenesis-related protein 10). No entanto, não era claro o envolvimento desta família gênica no desenvolvimento da anomalia. Neste cenário, o presente trabalho teve como objetivo a identificação e caracterização dos genes envolvidos na anomalia detectada. Genes e vias metabólicas, diferencialmente expressos entre os fenótipos contrastantes, demonstraram elevada atividade em processos relacionados à resposta de defesa nas plantas anormais. Tais resultados sugerem que a anomalia é causada pela ativação inadequada do sistema imune da planta (resposta autoimune) associado à incompatibilidade ... / Abstract: Eucalyptus is one of the most important genus in worldwide forestry culture. For this reason forest improvement programs are developed aiming the increase of productivity, the introduction of desirable traits and the reduction of environmental impacts. However deleterious traits can be incorporated in certain crossings through the recurrent improvement cycles either by biparental inbreeding or by segregation of the heterozygous loci. Anomalies are an example of this deleterious effect and they can cause losses in seedling production, productivity and delays in the elite genotypes development. Thus, the identification and characterization of genes related to the anomalies are very important in forest improvement programs. In a controlled cross between two Eucalyptus grandis individuals, the Suzano Papel and Celulose SA company has detected an anomaly with Mendelian segregation ratio of 3 (normal) :1 (abnormal) in the progeny. Abnormal seedlings die in a few months and show significant difference in some morphological characteristics, such as height, stem-base diameter, dimensions and shape of leaf lamina, and number of branches. Previous studies allowed the identification of a molecular marker related to the anomaly that showed identity with Bet v1 superfamily genes, PR10 family (pathogenesis-related protein 10). However, it was not clear the involvement of this gene family in the anomaly. In this scenario, the present study aimed to identify and characterize the genes involved in the detected anomaly. Genes and metabolic pathways, differentially expressed between the contrasting phenotypes, showed high activity of process related to defense response in abnormal plants. These results suggest that the anomaly is caused by the inappropriate activation of the immune system of the plant (autoimmune response) associated with genetic incompatibility. The gene families of thaumatin-like proteins, Bet v1 proteins, and chitinase class I proteins ... / Doutor

Orientador: Maria Inês Tiraboschi Ferro / Coorientador: Daniel Guariz Pinheiro / Coorientador: Flávia Maria de Souza Carvalho / Banca: Poliana Fernanda Giachetto / Banca: Michael dos Santos Brito / Resumo: No Brasil, a cultura da cana-de-açúcar tem se expandido para regiões com prolongados períodos de deficiência hídrica, o que vem limitando a produção sucroenergética. Neste estudo, os perfis de expressão gênica de duas cultivares de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), uma tolerante e outra sensível ao estresse hídrico, foram avaliados através da tecnologia de RNA-Seq. A montagem de novo do transcriptoma de folhas foi realizada visando identificar e analisar os genes diferencialmente expressos entre as cultivares, envolvidos com a resposta molecular durante períodos de estresse hídrico. Para isso, as duas cultivares foram plantadas em casa de vegetação e aos 60 dias após o plantio foram submetidas a três controlados potenciais hídricos do solo (controle, déficit hídrico moderado e déficit hídrico severo) e avaliadas aos 30, 60 e 90 dias após a aplicação dos tratamentos. A partir do método RNA-Seq, foram geradas mais de um bilhão de sequências, as quais permitiram obter um total de 177.509 e 185.153 sequências de transcritos, para as cultivares tolerante e sensível, respectivamente. O conjunto de transcritos expressos foram montados com o auxílio do programa Trinity. Estes transcritos foram alinhados com sequências de Sorghum bicolor, Miscanthus giganteus, Arabidopsis thaliana bem como sequências de cana-de-açúcar disponíveis em bancos públicos. Esta análise permitiu identificar o conjunto de genes de cana-de-açúcar compartilhados com outras espécies, bem como levou à identificação de novos transcritos ainda não catalogados. Os transcritos foram anotados e categorizados através dos termos do Gene Ontology (GO) em três categorias: componente celular, função molecular e processos biológicos para as duas cultivares. Os termos "regulador de enzima" e "regulador de transcrição" que se encontram dentro da categoria função molecular estão em evidência dentro dos termos associados aos... / Abstract: In Brazil, the sugarcane culture has expanded to areas with prolonged drought seasons, which is constraining sugarcane production. In this study, the gene expression profiles of two sugarcane cultivars (Saccharum spp.), one tolerant and other sensitive to water stress, were assessed by the RNA-Seq technology. The de novo assembly of leaves transcriptome was held aiming to identify and to analyze differentially expressed genes between the cultivars involved with molecular response during water stress periods. In order to accomplish this, the two cultivars were planted in a greenhouse and 60 days after planting them, they were submitted to three potential controlled water soil (control, moderate drought and severe water deficit) and evaluated at 30, 60 and 90 days after treatments application. Using the RNA-Seq method were generated over a billion sequences, which allowed to obtain a total of 177,509 and 185,153 transcripts sequences for the tolerant and sensitive cultivars, respectively. The set of expressed transcripts were assembled using the Trinity program. These transcripts were aligned with Sorghum bicolor, Miscanthus giganteus, Arabidopsis thaliana sequences and sugarcane sequences available in public databases. This analysis allowed the identification of the set of sugarcane genes shared with other species, as well as led to the identification of novel transcripts not cataloged yet. The transcripts were annotated and categorized by the terms of the Gene Ontology (GO) into three categories: cellular component, molecular function and biological process for the two cultivars. The terms "enzyme regulator" and "transcription regulator" that lie within the molecular function category are highlighted within the terms associated with the differentially expressed genes between the contrasting cultivars, suggesting the importance of gene regulation for the studied cultivars. This study found different molecular patterns of the involved ... / Mestre

Orientador: Gustavo Vitti Môro / Banca: Rinaldo Cesar de Paula / Banca: Bruno Henrique Sardinha de Souza / Resumo: Os híbridos de milho transgênicos, em geral, apresentam o locus transgênico em hemizigose. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do número de alelos transgênicos em híbridos de milho em relação à expressão de Cry1F nas folhas, ataque de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) e a produtividade de grãos, utilizando cinco híbridos isogênicos nas versões transgênicas homozigota e hemizigota, além da versão convencional de um dos híbridos. O nível de expressão da proteína Cry1F (PRYF) foi quantificado pela técnica de ELISA. Nos experimentos de campo, conduzidos na primeira e segunda safras do ano agrícola 2015/2016, avaliou-se o ataque de S. frugiperda em campo (ALC), por infestação natural, e a produtividade de grãos (PG). Dois bioensaios foram realizados em laboratório para avaliar a sobrevivência larval de S. frugiperda de 1º instar (SL) alimentadas com as folhas dos híbridos. Os híbridos transgênicos, homozigotos e hemizigotos, não apresentaram silenciamento gênico. Os híbridos homozigotos apresentaram maior concentração de proteína Cry1F. Quando houve elevado ALC, na primeira safra, os híbridos transgênicos foram superiores à testemunha convencional na PG, entretanto, não houve diferença entre os híbridos homozigotos e hemizigotos. Os híbridos transgênicos também foram superiores à testemunha convencional nos bioensaios, sendo que os homozigotos apresentaram as menores médias de SL. A presença de um alelo transgênico a mais nos híbridos homozigotos ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstracts: Genetically modified (GM) maize hybrids, in general, possess the transgenic locus in a hemizygous state. The aim of the study was to assess the effect of the number of transgenic alleles in maize hybrids regarding the Cry1F leaf expression, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) attack and grain yield, through the evaluation of five isogenic hybrids in the homozygous and hemizygous transgenic versions and a non-GM hybrid. Cry1F protein expression levels (PRYF) were quantified by ELISA. In field experiments conducted during the summer and autumn seasons of 2015/2016, we assessed the leaf-feeding injury of S. frugiperda in the field (LFI) by natural infestation and grain yield (GY). Two bioassays were carried out in the laboratory to evaluate the survival of first-instar S. frugiperda larvae (SL) fed with the maize hybrids. Transgenic hybrids did not present gene silencing. Homozygous hybrids presented higher Cry1F expression levels than hemizygous hybrids. With high LFI during the summer season, transgenic hybrids were superior to the non-GM for GY, however, there was no difference between homozygous and hemizygous hybrids. The transgenic hybrids were superior to the non-GM hybrid in the bioassays, and the homozygotes caused the highest mortality of S. frugiperda. The addition of one transgenic allele in the homozygous hybrids provided an additive genetic effect, increasing PRYF and S. frugiperda control, whereas GY was not affected. In conclusion, there are no limitations to the use of transgenic homozygous maize hybrids, which presented better S. frugiperda control comparing to hemizygous hybrid. / Mestre