Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2017. / Texto parcialmente liberado pelo autor.Conteúdo liberado: Introdução geral,resumos e referências. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-22T20:41:00Z
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Previous issue date: 2017-10-05 / O presente trabalho objetiou avaliar respostas de genitores Pisifera de dendezeiros (Elaeis guineensis Jacq.) quanto à capacidade de regeneração de plantas por embriogênese somática (ES), além de identificar proteínas envolvidas durante o processo de aquisição de competência embriogênica em híbridos Tenera contrastantes para a embriogênese somática. Num primeiro experimento, explantes foliares de quatro genótipos adultos de dendezeiro da variedade Pisifera (A251424, A251427, A251512 e A251513) foram submetidos à indução de ES utilizando-se o meio de indução (MI), composto pelos sais e vitaminas de Murashige e Skoog (MS), suplementado com 30 g.L-1 de sacarose, 0,5 g.L-1 de glutamina, 0,5 g.L-1 de caseína hidrolisada, 2,5 g.L-1 de carvão ativado, 450 µM de Picloram e gelificado com 2,5 g.L-1 de phytagel. O material permaneceu nesta condição por 360 dias, com subcultivos a cada 150 dias. Posteriormente, o material foi transferido para o meio de multiplicação de calos (MM), composto por 40 µM de Picloram, 10 µM de 2-isopenteniladenina (2iP) e 2,5 g.L-1 de phytagel, onde permaneceu por mais 90 dias. Em seguida, os calos foram colocados em meio de diferenciação (MD) formado por 12,3 µM de 2iP, 0,54 µM de ácido naftalenoacético (ANA) e de 2,5 g.L-1 de phytagel. Depois de diferenciados, os embriões somáticos foram transferidos para o meio de regeneração, desprovido de reguladores de crescimento e acrescido de 2,5 g.L-1 de phytagel e carvão ativado. Durante todo o processo, o material foi avaliado morfo e histoquimicamente para melhor caracterizar as etapas. Num segundo experimento, a proteômica diferencial de dois híbridos Tenera var. B351733 (responsivo à ES) e var. B352933 (não-responsivo à ES) foi avaliada durante o processo inicial (14 dias) e tardio (150 dias) da aquisição de competência embriogênica em dendezeiro, etapas caracterizadas pelo início de formação de calo primário e calo embriogênico, respectivamente. As proteínas extraídas foram quantificadas por Bradford e analisadas por eletroforese bidimensional (2-DE). Proteínas consideradas diferenciais pelo programa de análise de imagem Image Master Platinum foram identificadas por espectrometria de massa. A sequência foi obtida no banco NCBI por meio do GI (Gene Identifier) de cada proteína identificada nestes tempos. Com as sequências, adicionalmente foi realizada a anotação funcional destas proteínas nas plataformas AgBase e Revigo, sendo o gene onthology (GO) de cada proteína obtido. A partir dos dados também foram gerados gráficos dos processos biológicos em cada tempo. Verificou-se que o genótipo Pisifera A251424 foi o mais responsivo ao processo de ES quando comparado aos demais, com maior formação de calos ao longo do tempo (45%). Na etapa MM, calos com até 10,6 mg de massa fresca foram os que apresentaram maior incremento de biomassa em relação aos calos de maior peso inicial. Com 90 dias em meio MD, calos embriogênicos se diferenciaram em embriões somáticos e até 130 dias após, clusteres de embriões somáticos surgiram nesta condição. Nas análises morfo-anatômicas e histoquímicas, quatro tipos de calos foram observados na etapa MI, sendo o nodular amarelado, com maior adensamento de amido nesta etapa, o único a progredir até a formação de embriões somáticos. Na análise proteômica das variedades Tenera, 52 proteínas diferencialmente abundantes no tempo 14 dias foram reveladas, incluindo 17 proteínas aumentadas e 14 diminuídas no genótipo responsivo, em relação ao genótipo não-responsivo. Já aos 150 dias de indução, 74 proteínas reguladas foram detectadas, incluindo 19 aumentadas e 13 diminuídas no genótipo responsivo em relação ao não-responsivo. Um total de 40 proteínas exclusivas foram observadas no genótipo responsivo aos 150 dias de indução, enquanto que o genótipo não-responsivo apresentou somente duas. A anotação funcional evidenciou uma menor diversidade dos processos biológicos aos 14 dias para o genótipo responsivo, e aos 150 dias estes processos apresentaram maior diversidade, quando comparados ao não-responsivo. A análise 2-DE e ontologia gênica permitiram a identificação de dez proteínas importantes relacionadas com a aquisição de competência embriogênica, entre elas a isoenzima catalase 2 (spot 254), mono-dehidro-ascorbato-redutase isoforma cloroplástica X2 (spot 150), subunidade beta da pirofosfatofrutose-6-fosfato-1- fosfotransferase (spot 338). De modo geral, os resultados obtidos envolvendo a ES, morfoanatomia, histoquímica e a análise proteômica, aliada à bioinformática (anotação funcional), permitiram compreender melhor a propagação in vitro em dendezeiro, dando novos subsídios para pesquisas futuras rumo a um melhor entendimento sobre os processos de propagação clonal da espécie por embriogênese somática. / The objective of this work was to evaluate the responses of the Pisifera genus of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) regarding the acquisition of embryogenic competence and plant regeneration by somatic embryogenesis (SE) and to identify proteins involved in the process of acquisition of embryogenic competence in Tenera hybrids contrasting as to the embryogenic capacity. In a first experiment, leaf explants of four adult genotypes of oil palm of the Pisifera variety (A251424, A251427, A251512 and A251513) were used for SE induction using the induction medium (IM) composed of salts and vitamins of Murashige e Skoog (MS) and supplemented with 30 gL-1 of sucrose, 0.5 gL-1 of glutamine, 0.5 gL-1 of hydrolyzed casein, 2.5 gL-1 of activated charcoal, 450 μM of Picloram and solidified with 2.5 gL-1 of phytagel. The material remained in this condition for 360 days, being subcultured every 150 days. Subsequently, the material was transferred to calluses multiplication medium (MM) containing 40 μM of Picloram, 10 μM of 2-isopentenyladenine (2iP) and 2.5 gL -1 of phytagel, where it remained for 90 days. Then, calluses were transferred to differentiation medium (DM), composed of 12.3 μM 2iP, 0.54 μM of naphthaleneacetic acid (ANA) and 2.5 gL-1 of phytagel. After differentiation, the somatic embryos were transferred to regeneration medium, without growth regulators and supplemented with 2.5 g.L-1 of phytagel and activated charcoal. Throughout the process, the material was evaluated morphologically and histochemically to better characterize the steps. In a second experiment, differential proteomics of two hybrids of the Tenera variety, B351733 (responsive to SE) and B352933 (non-responsive to SE) were evaluated during the initial (14 days) and late (150 days) process of the acquisition of embryogenic competence in oil palm, steps characterized by the beginning of formation of primary and embryogenic callus, respectively. Proteins extracted were quantified by Bradford assay and analyzed by two-dimensional electrophoresis (2-DE). Differential proteins detected by the Image Master Platinum software were identified by mass spectrometry. The sequence was obtained from NCBI bank by means of the GI (Gene Identifier) of each protein identified at these times. With the sequences, it was performed the functional annotation of these proteins on the AgBase and Revigo platforms, and the gene onthology (GO) of each protein was obtained. The graphics for biological process ES were generated for both genotypes at each time. It was verified that the Pisifera genotype A251424 was the most responsive to the SE process when compared to the others, because it presented greater calluses formation over time (45%). In stage MM, calluses with lower initial weight (up to 10.6 mg) presented a greater increase of fresh biomass in relation to the calluses of greater initial weight. After 90 days on MD medium, embryogenic calluses differentiated into somatic embryos and after 130 days, clusters of somatic embryos appeared on this condition. In the morpho-anatomical and histochemical analyzes, four types of calluses were observed in stage MI, being nodular yellowish with greater starch deposition in this step and proceeded in the stages until formation of somatic embryos. At the proteomic analysis of the Tenera varieties, 52 differentially abundant proteins on time 14 days were revealed, including 17 proteins increased and 14 decreased in the responsive genotype with respect to the non-responsive genotype. Already at 150 days of induction, 74 regulated proteins were detected, including 19 increased and 13 decreased also in the responsive genotype with respect to non-responsive genotype. A total of 40 unique proteins were observed in the responsive genotype at 150 days of induction, while the non-responsive genotype showed only two. The 2-DE analysis and gene ontology allowed the identification of ten important proteins related to the acquisition of embryogenic competence, among them Catalase isozyme 2 (spot 254), Monodehydro ascorbate reductase chloroplastic isoform X2 (spot 150), Pyrophosphatefructose-6-phosphate-1-phosphotransferase subunit beta like (spot 338). In general, the results obtained involving SE, morphology, histochemistry and proteomic analysis, together with bioinformatics (functional annotation), allowed a better understanding of the in vitro propagation of oil palm, giving new subsidies for future research towards a better understanding about the processes of clonal propagation of the species by somatic embryogenesis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/24735 |
| Date | 23 February 2017 |
| Creators | Almeida, Raphael Ferreira |
| Contributors | Mehta, Angela, Scherwinski-Pereira, Jonny Everson |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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