Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-23T21:26:34Z
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Previous issue date: 2017-06-05 / A presença do alumínio trivalente (Al3+) em solos ácidos representa um dos principais problemas para o desenvolvimento de cultivares em todo o mundo. Contudo, essa é uma característica comum nos solos do Cerrado. Além disso, no Cerrado existem muitas espécies que, além de não sofrer com a presença do Al, podem acumular grandes quantidades desse metal. Um exemplo desse tipo de plantas é a Qualeagrandiflora, que se destaca por ser uma das espécies acumuladoras mais abundantes do Cerrado e pode acumular até 5 g de Al.Kg-1 em matéria seca. No entanto, os mecanismos envolvidos nesse processo ainda são pouco conhecidos. Assim, uma análise proteômica foi utilizada no presente estudo com o objetivo de identificar e quantificar proteínas responsivas ao Al, no intuito de fornecer uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos em resposta a este metal. Para isso, plantas de Q. grandifloraforam crescidas com Al ou sem (controle) durante um período de 90 dias. Subsequentemente, proteínas totais foram extraídas a partir de raízes das plantas de cada condição e, em seguida, analisadas por meio de técnicas proteômicas sem marcação (labelfree) associadas à cromatografia líquida acoplada a um espectrômetro de massas do tipo LTQ-Orbitrap Elite (LC-MS/MS). O presente estudo identificou um total de 2520 proteínas, dentre as quais 410 foram diferencialmente abundantes em raízes de Q. grandiflora em resposta ao Al (274 reguladas positivamente e 136 reguladas negativamente). Essas proteínas diferencialmente abundantes foram associadas a diversos processos biológicos, bem como muitas vias metabólicas. Os principais processos biológicos foram relacionados a processos de oxirredução, metabolismo de carboidratos, catabolismo de substâncias orgânicas entre outros. Além disso,o Al desempenhou papéis ativos na regulação de vias de sinalização relacionadas ao metabolismo deglioxilato, fosforilação oxidativa, degradação de ácidos graxos, metabolismo nucleotídico, atividade ribossomal e metabolismo de aminoácidos. Adicionalmente, os resultados obtidos fornecem um extenso conjunto de dados de proteínas reguladas pelo Al em plantas de Q. grandiflora, que podem ajudar a elucidar os mecanismos do metabolismo em resposta ao Al nesta planta nativa acumuladora. Além disso, as informações aqui reunidas abrem a possibilidade de produzir plantas cultivadas mais tolerantes ao Al por meio de eventuais novas proteínas e genes que podem ser encontrados nesta planta. / The presence of trivalent aluminum (Al+3) in acid soils represents one of the main hindrances for crops around the world. Nevertheless, this is a regular feature in Cerrado soils. Moreover, in Cerradothere are many species that, besides not resenting Al presence, can accumulate large amounts of this metal. An example is Qualeagrandiflora, which stands out as one of the most abundant Al-accumulating species of Cerrado and may accumulate up to 5 g of Al.Kg-1 of dry matter. However, the mechanisms involved in this process are still poorly known. Thus, a proteomic analysis was used in the present study with the objective of identifying and quantifying responsive proteins to Al, in order to provide a better understanding of the molecular mechanisms involved in response to this metal. Hence, Q. grandiflora plants were grown with Al or without (control) during a period of 90 days. Subsequently, total proteins were extracted from roots of plants from each treatment and then analyzed by using label-free techniques associated with liquid chromatography coupled to a LTQ-Orbitrap Elite type mass spectrometer (LC-MS/MS). The present study identified a total of 2,520 proteins, of which 410 were differentially abundant in Q. grandiflora roots in response to Al (274 upregulated and 136 downregulated). These differentially abundant proteins were associated with several biological processes, as well as with many metabolic pathways. The main biological processes were related to oxidation-reduction processes, carbohydrate metabolism, catabolism of organic substances among others. In addition, Al has played active role in regulating signaling pathways related to the metabolism of glyoxylate, oxidative phosphorylation, fatty acid degradation, nucleotide metabolism, ribosomal activity, and amino acid metabolism. Thus, the results obtained provide an extensive dataset of proteins regulated by Al in Q. grandiflora plants, which may help to elucidate the mechanisms of Al metabolism in this native accumulating plant. Moreover, the information gathered here opens the possibility of producing more Al-tolerant crop plants through eventual novel proteins and genes that may be found in this plant.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/23617 |
| Date | 13 March 2017 |
| Creators | Cury, Natália Faustino |
| Contributors | Pereira, Luiz Alfredo Rodrigues |
| 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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