Orientador: Sonia Marli Zingaretti / Banca: Julio Cezar Franco de Oliveira / Banca: Mozart de Azevedo Marins / Banca: Janete Apparecido Desiderio Sena / Banca: Eliana Gertrudes Macedo Lemos / Resumo: A seca é o principal estresse abiótico que afeta a produtividade das plantas. Para detectar os genes expressos sob condições de deficiência hídrica foi desenvolvido um estudo de expressão gênica usando plantas de cana-de-açúcar tolerantes (cv. SP83-5073) e sensíveis (cv. SP90-1638) à seca. A metodologia de macroarranjos de DNA foi empregada para monitorar a expressão gênica de 3.575 clones de folhas de cana-de-açúcar e os resultados foram confirmados por PCR quantitativo. Na cultivar tolerante 165 genes foram identificados em resposta ao déficit hídrico severo, em contraste à cultivar sensível, na qual um maior número de genes (n = 432) foi diferencialmente expresso ao longo do tratamento de deficiência hídrica. A cultivar tolerante ativou um menor número de genes em função do déficit hídrico aplicado. No entanto, 94% destes genes foram induzidos, enquanto na cultivar sensível 45% dos genes diferencialmente expressos foram reprimidos sob condições de deficiência hídrica. Comparando os perfis de expressão identificados em cada planta verifica-se que aproximadamente 55% dos genes expressos na cultivar tolerante também foram comuns à cultivar sensível, a maioria exibindo um perfil de expressão muito similar entre os genes induzidos. A classificação funcional dos genes foi realizada com base no papel exercido pela proteína no metabolismo celular, e mostrou que importantes vias metabólicas relacionadas ao déficit hídrico foram reprimidas na resposta das plantas sensíveis à seca. Além disso, 50% dos transcritos identificados em cada cultivar representam novos genes, os quais não estão descritos nos bancos de dados ou cuja função ainda não foi caracterizada / Abstract: Drought is a major abiotic stress that affects the plant productivity. To detect expressed genes under drought conditions, a gene expression study using tolerant (SP83-5073) and sensitive (SP90-1638) sugarcane plants was performed. Macroarray methodology was used to monitor the gene expression profile of the 3,575 cDNA clones from sugarcane leaves and the results were confirmed by real time PCR analysis. For the tolerant cultivar 165 genes were identified in response to severe water stress, contrasting with sensitive cultivar, in which a higher number of genes (n = 432) were responsive to the stress-treatment. Tolerant cultivar expressed a few genes in stress conditions. However 94% of them were induced, while for sensitive cultivar 45% of the differentially expressed genes were down-regulated under water stress conditions. Comparing the gene expression profiles identified in each cultivar, it is possible to verify that 55% of the expressed genes in tolerant cultivar were also observed in sensitive cultivar, the majority showing a very similar gene expression pattern. Functional gene classification was performed according to roles in cellular metabolism, and showed that important drought-pathways were repressed in sensitive plants response. Besides, 50% of the identified transcripts in each cultivar represent novel genes, which were not described in databases or whose functions were not characterized yet / Doutor

Resumo: A divergência genética entre Bos taurus taurus e Bos taurus indicus é estimada em ~ 250.000 anos mas, apesar dessa proximidade filogenética, estes dois grupos de bovinos apresentam diferenças marcantes em relação à taxa de crescimento muscular e a maciez da carne. De maneira que este estudo foi delineado para avaliar perfil da expressão gênica diferencial no musculo Longissimus dorsi das raças Nelore e Aberdeen Angus com o objetivo de identificar conjuntos de genes cuja expressão está associada à manifestação das características acima mencionadas. Vinte bezerros machos de cada raça foram criados e terminados em regime de confinamento, metade dos quais foi abatida aos 15 e a metade restante aos 19 meses de idade. Nossos resultados sugerem fortemente que a ação autócrina e/ou parácrina do IGF-1 produzido no tecido muscular deve exercer um papel crucial na modulação da taxa de crescimento muscular e na maciez da carne de bovinos. Por outro lado, nossa análise das redes de interação gênica mostrou um grande número de genes que codificam proteínas que agem na proteólise muscular, pequeno número de inibidores e reguladores de proteases, assim como diversos genes relacionados com a morte celular programada nos animais que apresentaram maior maciez da carne, reforçando a hipótese do envolvimento de um complexo multi-enzimático (incluindo as calpaínas e outras proteases) no processo de amaciamento da carne, o qual seria semelhante ao processo de apoptose. / Abstract: The genetic divergence between Bos taurus taurus and Bos taurus indicus is estimated to be ~ 250.000 years but, in despite of their phylogenetic proximity, this two bovine groups show remarkable differences in regard to the muscle growth rate and meat tenderness. Thus, this study was aimed to evaluate the differential gene expression profile in Longissimus dorsi muscle of Nellore and Aberdeen Angus breeds in order to identify set of genes whose expression is associated with the manifestation of the above-mentioned traits. Twenty male calves of each breed were grown and finished in the feedlot system, half of which was slaughtered at 15 and the remaining half at 19 months of age. Our results strongly suggest that the autocrine and/or paracrine action of the IGF-1 produced in the muscle might play a crucial role in the modulation of muscle growth rate and meat tenderness in beef cattle. On the other hand, our gene interaction network analysis revealed a large number of genes encoding proteins acting in the skeletal muscle proteolysis, a small number of inhibitors and regulators of proteases, as well as several genes related to the programmed cell death in animals that had greater tenderness of meat, reinforcing the hypothesis of the involvement of a multi-enzymatic complex (including calpains and other proteases) in the meat tenderization process, which resembles the apoptosis process. / Orientador: Luiz Roberto Furlan / Coorientadora: Lúcia Maria Carareto Alves / Banca: Leandro Marcio Moreira / Banca: Marcelo Luiz de Laia / Banca: Janete Apparecida Desidério Sena / Banca: Jesus Aparecido Ferro / Doutor