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Previous issue date: 2015-05-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A growing number of studies reports the identification and characterization of genes associated with flower bud and the isolation of its regulatory regions. These strands are helping to unravel a number of issues concerning the regulation and cellular interactions, thus generating a great impact on improving various plant species. In cotton (Gossypium hirsutum) these studies have contributed substantially in obtaining of genetically modified GM plants, holders of genes for resistance to herbicides and lepidopteran, and are becoming the possibility of increasing the control efficiency against target pests that act directly in floral structures and / or even enhance the expression of the coloring effect of the fibers. Different techniques are available for functional genomics analysis, among the most adopted is the construction of expressed sequence tags (ESTs) libraries that allows to identify which RNAs are expressed in an organism at a given time. Using this methodology in a previous study, were characterized by in silico analyzes genes involved in reproductive functions of cotton, some of whom expressed in male and female gametophytes. At that moment, from RT-PCR assays and qRT-PCR, six genes (GhASH, GhFIB010, GhGLUC, GhMYB, GhOVU and GhUDP) were investigated for the temporal expression during ontogeny flower bud, at stages 2-4 6-8, 10, 12, 14-16, and 18-20 mm. All of the genes investigated were active in floral buds of different sizes and in different expression levels, however, the highest level observed was 10 mm, except for gene GhASH with the highest expression in 10 to 16 mm. In these stages the cotton bud is in intense cellular activity including reduced cell wall formation of the complete embryonic sac, appearance and degeneration of the antipodes suggesting that these genes that may be involved in the formation and development or ovules, pollen, pollen tube, as well as on fibers. The gene was GhASH which also had the highest level of expression in all stages compared to other genes. Due to the regulation of these genes involved precursor steps, prior to anthesis and possibly runs through the final process of maturation, we proceeded further a study of tissue expression in organs flowering cotton (bracts, sepals, petals, ovules, anthers and fibers with 8, 10 and 18 DPA) to understand the interrelationships of the genes involved in the reproductive phase and its performance during development. It was found that all genes showed equivalent expression with its features, described in the databases. Analyses of gene activity for genes GhASH, GhOVU and GhGLUC proposed performances in training and / or development of all floral organs especially in pollen grains, pollen tube and anthers. For genes involved in fiber GhMYB, GhFIB010, GhUDP expression was observed for all studied growth stage, suggesting that are directly involved in elongation phase of the fibers, this phase has been widely investigated since the length of the cotton fiber is a key feature in determining the quality and yield. Additional studies to functional characterization of promising genes and isolation of their regions upstream become necessary in order to contribute to the progress and molecular breeding of this oilseed. / É crescente o número de pesquisas que reportam a identificação e caracterização de genes associados ao botão floral, bem como no isolamento de suas regiões regulatórias. Estas vertentes vêm auxiliando na elucidação de várias questões relativas à regulação e das interações celulares, gerando assim um grande impacto no melhoramento de várias espécies vegetais. Em algodão (Gossypium hirsutum) estes estudos têm contribuido substancialmente na obtenção de plantas geneticamente modificadas (GM), detentoras de genes para resistência a herbicidas e lepidópteros, e reveste-se na possibilidade de aumentar a eficiência de controle contra pragas alvo que atuam diretamente em estruturas florais e/ou ainda, potencializar o efeito de expressão na coloração das fibras. Diferentes técnicas estão disponíveis para a análise de genômica funcional, entre as mais adotadas está a construção de bibliotecas de curtas sequêcias expressas (ESTs) que permite identificar quais RNAs mensageiros estão sendo expressos num organismo em um determinado momento. Com o uso desta metodologia em estudo anterior, foram caracterizados por análises in silico genes envolvidos em funções reprodutivas do algodoeiro, alguns dos quais expressos nos gametófitos masculino e feminino. Nesse momento, a partir de ensaios de RT-PCR e qRT-PCR, seis genes (GhASH, GhFIB010, GhGLUC, GhMYB, GhOVU e GhUDP) foram investigados quanto à expressão temporal durante a ontogenia do botão floral, nos estádios de 2-4, 6-8, 10, 12, 14-16 e 18-20 mm. Todos os genes investigados apresentaram atividade nos diferentes tamanhos dos botões florais e com níveis diferenciados de expressão, contudo, o maior nível foi observado no tamanho de 10 mm, com exceção do gene GhASH que apresentou maior expressão nos botões de 10 a 16 mm. Nestes estádios o botão encontra-se em atividade celular intensa incluindo redução da parede celular, formação dos sacos embrionários completos, surgimento e degeneração das antípodas, sugerindo que esses genes podem estar envolvidos na formação e ou desenvolvimento de óvulos, grãos de pólen, tubo polínico, como também em fibras. O gene GhASH também apresentou o maior nível de expressão em todos os estádios do botão floral quando comparado aos demais genes. Em função da regulação desses genes envolverem etapas precursoras, que antecedem a antese e que, possivelmente perpassa o processo final de maturação, procedeu-se adicionalmente um estudo de expressão tissular em órgãos floríferos do algodão (brácteas, sépalas, pétalas, óvulos, anteras e fibras com 8, 10 e 18 DPA) de modo a entender as interrelações dos genes envolvidos na fase reprodutiva e sua atuação durante o desenvolvimento. Verificou-se que todos os genes apresentaram expressão equivalente com suas funcionalidades descritas nos bancos de dados. As análises da atividade gênica para os genes GhASH, GhOVU e GhGLUC propuseram atuações na formação e/ou desenvolvimento de todos os órgãos florais sobretudo em grãos de pólen, tubo polínico e anteras. Para os genes envolvidos nas fibras, GhMYB, GhFIB010, GhUDP, a expressão foi observada para todas as três fases fenológicas estudadas, sugerindo assim que estejam envolvidos diretamente na fase de elongação das fibras, fase que tem sido bastante investigada, uma vez que o comprimento das fibras de algodão é uma característica chave de determinação da qualidade e rendimento. Estudos adicionais para caracterização funcional dos genes promissores e isolamento de suas regiões upstream tornam-se necessários a fim de contribuir com os avanços do melhoramento genético e molecular dessa oleaginosa.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/4520 |
| Date | 28 May 2015 |
| Creators | PINHEIRO, Morganna Pollynne Nóbrega |
| Contributors | MELO FILHO, Péricles de Albuquerque, SANTOS, Roseane Cavalcanti dos, LIMA, Liziane Maria de, NOGUEIRA, Rejane Jurema Mansur Custódio, CAMARA, Terezinha de Jesus Rangel, LOGES, Vivian, CARVALHO FILHO, José Luiz Sandes de |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (Renorbio), UFRPE, Brasil, Rede Nordeste de Biotecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 7794227690756777355, 600, 600, 600, 600, -8104576588452276421, 6209957791494323825, 3590462550136975366 |
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