SARAIVA, K. D. C. Caracterização, análise filogenética e perfil de expressão da família multigênica do fator de elongação 1 alfa (EF1α) de soja [Glycine max (L.) MERR.]: detecção de genes normalizadores para qPCR. 2013. 120 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-05T20:57:29Z
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Previous issue date: 2013 / The elongation factor 1alpha (EF1α) is responsible for binding of aminoacyl-tRNA to the A site of the ribosome, acting thus the elongation phase of protein synthesis. The EF1α in plants is encoded by a multigene family with variable number of genes among species. The aim of this study was to characterize, analyze phylogenetic and elucidate the expression profile of EF1α genes in soybean during development, as well as select (s) gene (s) of the most stable reference for qRT-PCR assays in the development and conditions stress. In silico analyses in the genomes of soybean and other leguminous plants available in databases revealed gene families 3-6 members with conserved structure of 2 exons and 2 introns. Among the analyzed species (Glycine max, Cajanus cajan, Vigna unguiculata, Phaseolus vulgaris and Medicago truncatula) G. max was the one with the largest number of genes classified as EF1α 1a, 1b, 1c, 2a, 2b and 3 after phylogenetic analysis. The EF1α gene expression was studied in different tissues (flowers, pods, seeds, cotyledons, trifoliate and unifolioladas leaves, roots, hypocotyls and epicotyls) during the development of soybean. Expression analyses by qPCR revealed that the EF1α genes are functional and expressed in all tissues, however exhibit differential expression dependent on the tissue and developmental stage. Relative expression between genes members showed predominance of expression for 5 of the 6 genes analyzed: EF1α 1a: no predominance of expression; EF1α 1b: Germination and development hypocotyl; EF1α 1c: pods development; EF1α 2a: pods development, unifoliate and trifoliate leaves; EF1α 2b: pods development, unifoliate leaves; EF1α 3: Germination, flowers, roots, early stages development (hypocotyl and epicotyl). These data, together with the leaves and roots subjected to stress conditions (PEG and AS) were used to assess the stability of expression of different EF1α genes soybean through the programs GeNorm and NormFinder. For the analyses during development, four stable genes (UKN1, SKIP16, EF1β and MTP) were also used. EF1α genes were more stable in cotyledons (EF1α 3 and EF1α 1c); epicotyls (EF1α 1b, 2b and 1a), hypocotyls (EF1α 1a, EF1β and EF1α 1c); pods (EF1α 2a and EF1α 2b) and roots (EF1α 2b and UKN1) and less stable in trifoliate/unifoliolate leaves (UKN1 and SKIP16) and germinating seeds (EF1β and SKIP16). In leaves under stress conditions, through GeNorm analyses revealed that four genes (EF1α 2a> 1b> 2b> 1a) showed similar stability in the classification of stress for AS and PEG. Already in roots, distinct pattern of stability was found: EF1α 2a> 1c> 2b> 1b> 1a> 3 for PEG and EF1α 1c> 3> 2a> 1a> 2b> 1b to AS. These results were confirmed using the program NormFinder. In spite of changes in gene expression in different tissues in development and stress conditions were determined EF1α genes that can be used to normalize the qPCR assays in soybean and others leguminous plants (Phaseoleae tribe) seeing that EF1α genes orthologous were identified between these different species. / O fator de elongação 1alfa (EF1α) é responsável pela ligação do aminoacil-tRNA ao sítio A do ribossomo, atuando, assim, na fase de alongamento da síntese proteica. O EF1α em plantas é codificado por uma família multigênica com número de genes variável entre espécies. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar, analisar filogeneticamente e elucidar o perfil de expressão dos genes EF1α em soja durante o desenvolvimento, bem como selecionar o(s) gene(s) de referência mais estáveis para ensaios de qRT-PCR no desenvolvimento e condições de estresse. Análises in silico nos genomas de soja e de outras leguminosas disponíveis em bancos de dados revelaram famílias gênicas de 3 a 6 membros com estrutura conservada de 2 éxons e 2 íntrons. Dentre as espécies analisadas (Glycine max, Cajanus cajan, Vigna unguiculata, Medicago truncatula e Phaseolus vulgaris) G. max foi a que apresentou o maior número de genes, classificados como EF1α 1a; 1b; 1c; 2a; 2b e 3 após análise filogenética. A expressão dos genes EF1α foi estudada em diferentes tecidos (flores, vagens, sementes, cotilédones, folhas unifolioladas e trifolioladas, raízes, hipocótilos e epicótilos) durante o desenvolvimento da soja. A análise de expressão por qPCR revelou que os genes EF1α são funcionais, sendo expressos em todos os tecidos, contudo apresentam expressão diferencial dependente do tecido e do estádio de desenvolvimento. A expressão relativa entre os genes membros mostrou predomínio de expressão para 5 dos 6 genes analisados: EF1α 1a: sem predomínio de expressão; EF1α 1b: Germinação e desenvolvimento do hipocótilo; EF1α 1c: Desenvolvimento da vagem; EF1α 2a: Desenvolvimento da vagem, folhas unifoliolada e trifoliolada; EF1α 2b: Desenvolvimento da vagem, folhas unifolioladas; EF1α 3: Germinação, flores, raízes, fases iniciais do desenvolvimento do hipocótilo e epicótilo. Esses dados, juntamente com os de folhas e de raízes submetidas a condições de estresse (PEG e AS) foram usados para avaliar a estabilidade de expressão dos diferentes genes EF1α de soja através dos programas GeNorm e NormFinder. Para as análises durante o desenvolvimento, quatro genes de expressão estável (UKN1, SKIP16, EF1β e MTP) foram também utilizados. Os genes EF1α foram mais estáveis em cotilédones (EF1α 3 e EF1α 1c); epicótilos (EF1α 1b, EF1α 2b e EF1α 1a); hipocótilos (EF1α 1a e EF1β); vagens (EF1α 2a e EF1α 2b) e raízes (EF1α 2a e UKN1) e menos estáveis em folhas trifolioladas/unifolioladas (UKN1 e SKIP16) e sementes em germinação (EF1β e SKIP16). Em folhas sob condições de estresse, análises através do GeNorm revelaram que quatro genes (EF1α 2a >1b >2b >1a) apresentaram classificação de estabilidade semelhante nos estresses por AS e PEG. Já em raízes, distinto padrão de estabilidade foi encontrado: EF1α 2a > 1c >2b >1b > 1a >3 para PEG e EF1α 1c > 3 > 2a > 1a > 2b > 1b para AS. Tais resultados foram confirmados usando o programa NormFinder. A despeito das variações de expressão gênica em diferentes tecidos em desenvolvimento e condições de estresse, foram determinados genes EF1α que podem ser usados para normalizar ensaios de PCR em tempo real em soja e leguminosas (tribo Phaseoleae) vez que genes EF1α ortólogos foram identificados entre essas diferentes espécies.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/14114 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Saraiva, Katia Daniella da Cruz |
| Contributors | Costa, José Hélio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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