CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Oxidase Alternativa (AOX) em plantas à codificada por uma pequena famÃlia multigÃnica de origem nuclear (DNA genÃmico). Essa famÃlia multigÃnica foi bem estudada em mono e dicotiledÃneas sendo subdividida em duas subfamÃlias: Aox1 e Aox2. Os genes Aox1 sÃo encontrados em mono e eudicotiledÃneas apresentando expressÃo mais relacionada a condiÃÃes de estresses enquanto que os genes Aox2 sÃo encontrados apenas em eudicotiledÃneas com expressÃo constitutiva. VÃrios genes Aox1 e apenas hum gene Aox2 sÃo encontrados na maioria das eudicotiledÃneas estudadas. Nesse trabalho, caracterizou-se a famÃlia multigÃnica da Aox no gÃnero Medicago (Medicago truncatula e Medicago sativa) pertencente à ordem Fabales. Em Medicago truncatula, a famÃlia multigÃnica da Aox foi carcterizada atravÃs de busca por bioinformÃtica em bancos de dados identificando-se 4 genes Aox (Aox1, Aox2a, Aox2b1 e Aox2b2) no genoma dessa espÃcie revelando pela primeira vez uma duplicaÃÃo do gene Aox2b. OligonucleotÃdeos especÃficos desenhados para cada um dos genes foram usados para amplificaÃÃo por PCR, clonagem e seqÃenciamento parcial dos referidos genes em Medicago sativa. A expressÃo gÃnica foi estudada, atravÃs de RT-PCR semiquantitativa, em sementes durante a germinaÃÃo (0, 24 e 48 horas de apÃs embebiÃÃo) e em raÃzes e folhas de Medicago sativa crescidas em meio hidropÃnico de Hoagland e submetidas a diferentes condiÃÃes de estresse (0, 6, 12 e 24 hs apÃs tratamento): controle, Ãcido salicÃlico (0,5 mM), PEG (100 g/L), H2O2 (10 mM) e cisteÃna (0,5 mM). Os resultados revelaram que todos os 4 genes Aox foram detectados em sementes de Medicago sativa, entretanto os genes Aox1, 2b1 e 2b2 apresentaram aumento da expressÃo durante a germinaÃÃo enquanto que o Aox2a mostrou-se constitutivo. Em folhas os genes Aox1, 2a e 2b1 foram detectados em todas as condiÃÃes testadas jà o Aox2b2 foi detectado mais intensamente apenas nas condiÃÃes de estresse. De maneira semelhante ao observado durante a germinaÃÃo os genes Aox1, 2b1 e 2b2 tiveram expressÃo aumentada em resposta a todas as condiÃÃes de estresse. O Aox2a mostrou-se constitutivo, mas foi intensamente expresso. Em raÃzes, todos os genes foram detectados e um perfil semelhante de induÃÃo dos genes Aox1, 2b1 e 2b2 tambÃm foi observado com exceÃÃo do tratamento com PEG onde apenas Aox1 foi induzido. O Aox2a tambÃm se mostrou constitutivo, mas foi fracamente expresso. Com a finalidade de se compreender melhor a co-expressÃo dos genes Aox1, 2b1 e 2b2 em Medicago sativa os promotores foram clonados e seqÃenciados revelando regiÃes idÃnticas entre eles indicando o envolvimento de elementos cis comuns na regulaÃÃo. Esses resultados corroboram com a co-expressÃo induzida por estresse de Aox1/Aox2b observada anteriormente em feijÃo. Contudo, em Medicago sativa, observamos expressÃo diferencial entre tecidos: no tecido radicular os genes Aox1, Aox2a e 2b1 podem sem induzidos por estresses e/ou mostram uma caracterÃstica de expressÃo. Por outro lado, em folhas o gene Aox2b2 diferenciou por apresentar apenas caracterÃstica de gene induzido em condiÃÃes de estresse. / In plants, Alternative Oxidase (AOX) is enconded by small milti gene family located in genomc DNA. This multi gene family was studied in mono and dicots plants being clusterd in two subfamilies: Aox1 and Aox2. Aox1 gene are found in all angiosperms tÃxon presenting gene expression related to stress situations while Aox2 genes are found in dicots plants only and presenting a houkeeping expression. Many Aox1 genes e just one Aox2 are found in the most of dicots studied. However, in Fabales, as cowpea and soybean, is found a profile with two genes Aox2 (Aox2a , Aox2b) and one Aox1 gene. In this work was characterized a multi gene family of Aox genes in Medicago genus (Medicago truncatula e Medicago sativa) belonging to Fabales Order. Data mining in genBanks characterized four Aox genes (Aox1, Aox2a, Aox2b1 and Aox2b2) in Medicago truncatula genome revealing for first time a duplication of Aox2b genes. Specifics primers designed for each Aox gene and then were used to amplification by PCR, cloning and partial sequencing of these genes in Medicago sativa. Gene expression was carried out by semiquantitative RT-PCR in: germination seeds (0, 24, 48 hours of germination), roots and leaves from Medicago sativa grewth in Hoaglendâs medium and applied to disticts stress conditions (0, 6, 12 e 24 hs after treatment): control, salicylic acid (0,5mM), PEG (100g/L), H2O2 (10mM) e cisteÃne (0,5mM). The results revealed that all four Aox genes were detected in seed of Medicago sativa. However, Aox1, Aox2b1 and Aox2b2 genes presented high expression during germination while Aox2a showed constitutive expression. In leaves, Aox1, Aox2a and Aox2b1 were detected in all conditions tested, but Aox2b2 was observed more strong in stress situations only. Simirily observed in germination, Aox1, Aox2b1 and Aox2b2 increased transcripts levels in response to all stress conditions. Aox2a, one more time, had constitutive, but very strong expression. In roots, all genes were detected and a similar induction profile of Aox1, Aox2b1 and Aox2b2 were confirmed less to PEG treatment where just Aox1 was responsive. Aox2a had constitutive expression too, but it was weakly expressed. In order to understand the co-expresion of Aox1, Aox2b1 and Aox2b2 genes, the promoter regions were cloned and sequenced revealing close motifs among them suggesting th involviment of cis-elements in their regulation. Theses resuls corroborate with co-expression stress-induced of Aox1/Aox2b found in cowpea. However, in Medicago sativa, it was observed tissue-specific exression. Aox1, Aox2a and Aox2b1 with characteristics constitutive and induced in seeds germination and roots tissue while in leaves Aox2b2 differed by present stress-induced expression only.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:7548 |
| Date | 15 July 2011 |
| Creators | JoÃo Henrique Frota Cavalcanti |
| Contributors | Josà HÃlio Costa, Cristina Paiva da Silveira Carvalho, Rodrigo Maranguape Silva da Cunha |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em BioquÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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