Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-09-04T16:11:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_artur_teixeira_de_araujo_junior.pdf: 4199632 bytes, checksum: 44a44ef2a7651d5631681eff2cfb2af4 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-09-13T17:57:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_artur_teixeira_de_araujo_junior.pdf: 4199632 bytes, checksum: 44a44ef2a7651d5631681eff2cfb2af4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-09-13T17:57:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_artur_teixeira_de_araujo_junior.pdf: 4199632 bytes, checksum: 44a44ef2a7651d5631681eff2cfb2af4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T17:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertacao_artur_teixeira_de_araujo_junior.pdf: 4199632 bytes, checksum: 44a44ef2a7651d5631681eff2cfb2af4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / O ferro (Fe) é um nutriente essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Contudo, a disponibilidade deste elemento varia devido às condições do solo e sistema de cultivo. Tanto a absorção excessiva quanto a deficiência deste elemento pode afetar as plantas ocasionando a perda da produtividade. No Rio Grande do Sul, problemas provenientes do excesso de ferro já foram relatados, sendo que o uso de cultivares tolerantes torna-se uma importante estratégia para solucionar este problema. Desta forma, quanto mais informações a respeito dos mecanismos que conferem essa tolerância nas plantas forem adquiridos, mais fácil fica sua aplicação nos programas de melhoramento. O objetivo desta dissertação foi estudar o transcriptoma de uma cultivar brasileira de arroz caracterizada como tolerante ao excesso de ferro (BRS Querência). Para isso, as plantas foram submetida à condição de estresse (300 mg L-1 Fe+2) no estádio V3 por 24 horas, o RNA das folhas foram extraídos e sequenciados pelo tecnologia de RNA-Seq. Tal estudo foi dividido nos seguintes capítulos: I) Lidando com o metabolismo de ferro no arroz: a partir do melhoramento visando a tolerância ao estresse até a biofortificação (Artigo de revisão submetido à revista Genetics and Molecular Biology); II) Perfil transcricional do amplo-genoma de arroz revela novos genes envolvidos na tolerância ao excesso de ferro (Artigo com provável submissão à revista The Plant Genome); III) Resposta ao estresse de plantas: o papel de splicing alternativo (Artigo com provável submissão à revista Genome); IV) A busca por arroz mais tolerante: como altas concentrações de ferro afetam o splicing alternativo? (Artigo aceito na revista Transcriptomics: Open Access). O estudo possibilitou a identificação de vários genes diferencialmente expressos, dentre esses pode-se destacar a ativação de genes que codificam para as proteínas responsáveis pela homeostase de ferro (transporte e armazenagem), para as proteínas de choque térmico e as proteínas do fotossistema II. Além disso, temos em destaque a repressão dos genes que codificam proteínas do metabolismo hormonal e de sinalização. A análise do splicing alternativo proporcionou a identificação da mudança do perfil de splicing na célula sobre a condição de estresse, tendo uma redução tanto da quantidade dos sítios de junção quanto do número de eventos. Os resultados obtidos representam um importante passo para o entendimento das estratégias de tolerância desempenhada por esta cultivar, auxiliando na identificação de possíveis genes alvos para serem utilizados pelos programas de melhoramento genético. / Iron (Fe) is an essential nutrient for the growth and development of plants. However, the availability of this element varies due to ground conditions and cropping system. Either the excessive absorption or the deficiency of this element may cause toxicity in plants leading to a loss of the productivity. In Rio Grande do Sul, problems from the excess of iron have been reported, and the use of tolerant cultivars becomes an important strategy to address this issue. Thus, the more information regarding the mechanisms that confer this tolerance in plants is known, the easier their application in breeding programs becomes. The aim of this work was to study the transcriptome of a Brazilian rice cultivar characterized as tolerant to excess of iron (BRS Querência). For this, the plants were submitted to stress conditions (300 mg L-1 Fe+2) in the V3 stage for 24 hours, the RNA of the leaves was extracted and sequenced by RNA-Seq technology. Such a study was divided into the following chapters: I) Dealing with iron metabolism in rice: from breeding aiming at stress tolerance to biofortification (Review article submitted to the Genetics and Molecular Biology); II) Genome-wide transcriptional profile of rice reveals new genes involved in tolerance to iron (Article probable submission to the The Plant Genome); III) Stress response of plants: the role of alternative splicing (Review article probable submission to the Genome); IV) The search for more tolerant rice: how high concentrations of iron affect the alternative splicing? (Article accepted by Transcriptomics: Open Access). The study enabled the identification of several differentially expressed genes. Among these, we highlight the activation of genes encoding proteins responsible for iron homeostasis (transport and storage) the heat shock proteins and proteins of photosystem II. Furthermore, we have highlighted the repression of genes encoding the hormone metabolism and signaling proteins. The alternative splicing analysis provided the identification of a profile change in the cell on stress condition, having reduction in the quantity of the junction sites as well as in the number of events. The results represent an important step in the understanding of tolerance strategies performed by this cultivar, assisting in the identification of potential target genes for use by breeding programs.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2016-04-08T14:59:25Z No. of bitstreams: 1 Daiandra de Almeida Fagundez.pdf: 882174 bytes, checksum: 222c1532958a789b40194f55ea6493d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-08T14:59:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daiandra de Almeida Fagundez.pdf: 882174 bytes, checksum: 222c1532958a789b40194f55ea6493d1 (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / Ferro (Fe) é um metal importante para a homeostase do organismo e existe em abundância no ambiente. Níveis moderados de Fe obtidos a partir de alimentos são necessários para a fisiologia celular normal; no entanto, os níveis elevados de Fe(II)/Fe(III) podem causar efeitos citotóxicos através de redução de H2O2 a radical hidroxil (OH •), fenômeno conhecido como Reação de Fenton. Mesmo sendo amplamente utilizado os efeitos efeitos tóxicos do ferro não são bem compreendidos. Buscando modelos experimentais alternativos que possam substituir e oferecer novas possibilidades de ensaios de toxicidade de xenobióticos, o nematoide Caenorhabditis elegans tem sido utilizado como um organismo bioindicador valioso. Assim, este estudo avaliou os efeitos tóxicos de Fe usando C. elegans analisando diferentes parâmetros, a fim de contribuir para a investigação da toxicidade induzida por Fe e validar este modelo visando, em última instância, a busca de alvos terapêuticos mais eficazes do que aqueles usado atualmente. Nosso estudo descreveu que a DL50 Fe em exposição aguda (30min) foi de 1.2 mM. Doses subletais de Fe diminuíram significativamente o tempo de vida dos vermes e sua capacidade reprodutiva em comparação com vermes não-expostos. Também foi observado que os animais expostos ao Fe diminuem a atividade locomotora e a sensibilidade mecânica, o que sugere uma possível disfunção do sistema nervoso. Alterações na expressão de importantes enzimas antioxidantes e o aumento da peroxidação lipídica sugerem que o estresse oxidativo leva a danos neuronais, que podem ser a causa do comportamento alterado e dos demais efeitos encontrados. / Iron (F e) is an important metal to the organism homeostasis and exists abundantly in the environment. Moderate levels of Fe obtained from food are necessary for normal cell physiology; however, abnormally high levels of Fe(II)/Fe(III) can be cytotoxic effects via reducing H2O2 to the highly cytotoxic hydroxyl radical (OH•) (Fenton catalysis). Consequently leading to oxidative stress. Fe is ubiquitous toxicant in the environment and also widely used in food products, however its effects to the nervous system is not well understood. Seeking for alternative experimental models that may substitute and offer new possibilities to assay xenobiotics toxicity, the nematode Caenorhabditis elegans has been found favorable as a valuable bioindicator organism. Hence, this study evaluated the toxic effects of Fe using C. elegans and investigating different parameters in order to contribute to the investigation of Fe-induced toxicity and to validate this model aiming, ultimately, the search for therapeutic targets that are more effective than those currently used. Our study depicted that the Fe LD50 in acute exposure (30min) was 1.2 mM, as we verified that worms can uptake this metal. Furthermore, sublethal Fe concentrations decreased significantly the worms lifespan and brood size compared to non-exposed worms. We also observed that animals exposed to Fe showed decreased locomotor activity and decreased mechanic sensitivity, which suggests possible dysfunction of the nervous system. In agreement, we found cholinergic and dopaminergic alterations in the worms. In summary, we suggest that iron exposure leads to damage of certain neurons, which could be the cause of altered behavior and of the defects of reproduction.