Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O Brasil à o segundo maior produtor mundial de soja, destacando-se por sua multiplicidade de uso. Entretanto, perdas na produtividade de seus grÃos em campo sÃo ainda considerÃveis, particularmente oriundas das doenÃas causadas por fungos. Diante desse obstÃculo, emerge a necessidade de busca de molÃculas naturais capazes de inibir o progresso dessas doenÃas, sem causar impactos ambientais. Dentre as molÃculas presentes na soja, com potencial de uso para essa finalidade, destaca-se a toxina da soja (SBTX), uma proteÃna isolada de sementes, composta por duas subunidades (17 e 27 kDa) e ativa contra fungos fitopatogÃnicos. Esse trabalho teve como objetivos verificar a localizaÃÃo tecidual da SBTX em cotilÃdones de sementes maduras, bem como avaliar seu perfil de expressÃo gÃnica ao longo do desenvolvimento da soja e, tambÃm, em resposta ao tratamento com elicitores de defesa vegetal. Sementes de soja foram cultivadas em casa de vegetaÃÃo e, ao longo do desenvolvimento da planta, diferentes tecidos vegetais coletados. Em adiÃÃo, folhas primÃrias da soja foram tratadas com Ãcido salicÃlico (AS) ou inoculadas com esporos do fungo Cercospora kikuchii (CK) e coletadas em diferentes tempos apÃs os tratamentos. Iniciadores foram desenhados com base nas sequÃncias NH2-terminal das subunidades de SBTX e a expressÃo gÃnica foi avaliada pela tÃcnica de RT-PCR quantitativa. A localizaÃÃo de SBTX em sementes foi avaliada por imunohistoquÃmica, usando anti-SBTX. Transcritos dos genes SBTX17 e SBTX27 foram detectados em todos os tecidos vegetais coletados, porÃm seus nÃveis de expressÃo foram diferenciados. NÃveis mais elevados de transcritos para ambas as subunidades da SBTX foram detectados em sementes maduras, cotilÃdones e folhas unifoliadas. Nos cotilÃdones, SBTX foi encontrada na epiderme. InduÃÃo da expressÃo de transcritos da SBTX ocorreu em ambos os tratamentos, porÃm essa resposta se manifestou mais rÃpida (a partir de 6 h) com CK ao invÃs de AS (a partir de 12 h). Praticamente, em todas as anÃlises, transcritos do gene SBTX27 prevaleceram em relaÃÃo Ãqueles do SBTX17. A presenÃa constitutiva e ubÃqua de transcritos dos genes da SBTX ao longo do desenvolvimento da planta, a induÃÃo da expressÃo desses genes por elicitores de resposta de defesa e a localizaÃÃo da toxina na superfÃcie dos cotilÃdones validam o papel de defesa atribuÃdo a SBTX, suscitando a possibilidade de uso dessa proteÃna na produÃÃo de soja resistente ao ataque de fungos de relevÃncia agronÃmica. / Brazil is the second major global soybean producer, whose magnitude is due to its use multiples. However, losses in productivity of soybean grains in the field are still significant, especially those caused by pathogenic fungi. In view of this obstacle, it is important to search natural molecules able to inhibiting the progress of fungal diseases in an environmental friendly practice. Among the soybean molecules which could be used for this purpose, the soybean toxin (SBTX) stands out. SBTX is a protein composed of two subunits (17 and 27 kDa) isolated from seeds with in vitro activity against phytopathogenic fungi. The present study aimed to verify the SBTX tissue localization in soybean seed cotyledons, as well as to evaluate the gene expression profile of two SBTX subunits, both in different stages of plant development and in response to treatment with plant defense elicitors. Soybean seeds were grown in a greenhouse and plant tissues harvested at different days. In addition, soybean primary leaves were treated with salicylic acid (SA) or inoculated with the Cercospora kikuchiii (CK) spores and harvested at different times after the treatments. Based on the N-terminal sequences of the SBTX subunits, primers were designed and their gene expression evaluated by quantitative real-time PCR technique. SBTX tissue localization was performed by immunohistochemistry using anti-SBTX. Transcripts for both SBTX subunits were detected in all plant tissues, predominantly in cotyledons and unifoliate leaves in the early stages of their development, as well as in mature seeds. SBTX was found in the epidermis of the cotyledons. Transcripts were detected for both genes SBTX17 e SBTX27 in all tissues collected, but their expression levels were different. The highest transcript levels for both SBTX subunits were found in mature seeds, cotyledons and unifoliate leaves. In cotyledons, SBTX was found in the epidermis. Leaves treated with elicitors showed induction of the corresponding 17 and 27 kDa subunit transcripts, however this response was earlier in the CK treatment (from 6 h) compared to AS treatment (from 12 h). In almost all analyses, the highest transcript levels were found for the 27 kDa subunit. The ubiquitous and constitutive gene expression during plant development, the induction of gene expression by defense response elicitors and the localization on the surface of cotyledons support the role of SBTX in plant defense and its use to produce fungal-resistant transgenic soybean plants.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:9790 |
| Date | 05 March 2015 |
| Creators | Mariana Reis Arantes |
| Contributors | Ilka Maria Vasconcelos, VÃnia Maria Maciel Melo, Darcy Mayra Furtado Gondim |
| 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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