O Brasil é o segundo maior produtor de feijão, sendo a espécie mais cultivada o Phaseolus vulgaris L. Entre as três possíveis safras exploradas no Brasil, aquela que gera a maior produção é a da seca. Por outro lado, como a maioria das lavouras emprega pouca tecnologia, um dos problemas desta cultura é o estresse hídrico, que leva a uma redução na produtividade. Dessa forma, a identificação de genes que controlam os mecanismos de defesa e adaptação do feijoeiro à falta de água seria de grande utilidade. Nos últimos anos, muitas informações ômicas do feijoeiro foram geradas, criando uma visão integrada deste organismo e oferecendo uma complexa rede de interações entre genes e seus produtos. Este trabalho teve como objetivo central à identificação de genes diferencialmente expressos no sistema radicular de um genótipo de feijoeiro resistente ao estresse hídrico (BAT 477), quando submetido a uma interrupção de irrigação durante seu desenvolvimento. Foi construída uma biblioteca subtrativa de cDNA (SSH), que representou os genes diferencialmente expressos no genótipo resistente, utilizando-se como driver o genótipo Carioca 80SH (suscetível a seca). Foram obtidos 1572 reads válidos, sendo 931 destes singletons e 189 contigs com uma média de seis reads por cluster. A anotação das sequências foi conduzida via BLASTX, sendo consideradas para anotação somente os melhores resultados dos produtos gênicos similares com E- Value \'<OU=\' 10-5. A classificação funcional foi feita tendo-se como base modelos descritos para plantas (modelo CS e MIPS) e os resultados foram agrupados em seis classes funcionais distintas. As análises de bioinformática ajudaram na identificação de genes descritos como envolvidos na resposta da planta ao estresse hídrico. Entre eles: proteínas do grupo LEA; fatores de transcrição como DREB, NAC e proteínas ricas em leucina; enzimas sintetizadoras de carboidratos incluindo trehalose, sacarose e rhamnose; proteínas ricas em prolina; receptores de hormônios (ABA, etileno); aquaporinas; chaperonas; ubiquitinas; nodulinas; e proteínas associadas à fotossíntese e à respiração. A fim de se obter a validação das ESTs anotadas, foi conduzido um experimento de PCR em tempo real confrontando os padrões de expressão de 15 genes sob quatro tratamentos: ambos os genótipos sob estresse e respectivos controles. Três replicatas biológicas foram adotadas e dois genes de referência (act e skip2) foram escolhidos para normalização interna dos dados. Os padrões de expressão gênica obtidos confirmam a hipótese de que tais genes são mesmo mais expressos no genótipo resistente, embora não sejam exclusivos já que uma quantidade menor de tais transcritos também foi detectada no genótipo suscetível / Brazil is the second biggest producer of common bean, being Phaseolus vulgaris L. the most cultivated species. Among the three possible harvests exploited in Brazil, drought is the one which generates the greatest production. On the other hand, as the majority of the households employees low technology, one of the problems of this culture is drought stress that leads to a reduction in the productivity. So, the identification of gene that controls the mechanisms of defense and adaptation of common bean to the lack of water would be very useful. In the past years, many omics information of common bean have been generated, creating an integrated view of this organism and providing a complex network between genes and its products. The main goal of this work was the identification of differentially expressed genes in a genotype of common bean resistant to drought stress (BAT 477), when submitted to a interruption of irrigation during its development. It was build a cDNA suppression subtractive hybridization library (SSH), which represented the differentially expressed genes, on the resistant genotype, having as driver the genotype Carioca 80SH (susceptible to drought). It was obtained 1572 valid reads, being 931 singletons and 189 contigs, with the average of 6 reads per cluster. The sequences annotation was conducted via BLAST X, considering only the best similarity results with E value \'<OU=\' 10-5. The functional classification was done adopting models described for plants (CS and MIPS) and the results were grouped into six different functional classes. Bioinformatic analyses contribuited to the identification of genes described as involved on plants response to drought stress. Among them: LEA proteins; transcription factors like DREB, NAC and leucine-rich proteins; carbohydrates synthesizers enzymes like the ones for trehalose, sucrose and rhamnose; proline-rich proteins; hormone receptors (ABA and ethylene); aquaporins; chaperones; ubiquitins; nodulins; and proteins associated with photosynthesis and respiration. In order to validate the ESTs annotated, a RT-qPCR experiment was conducted comparing the expression patterns of 15 genes under four treatments: both genotypes under stress and their respective controls. Three technical replicates were used and two reference genes (act and skip2) were chosen for intern data normalization. The gene expression patterns obtained confirm the hypothesis that such genes are more expressed on the resistant genotype although they are not exclusive since a lower levels of these transcripts were also detected in the susceptible genotype
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-11102011-085802 |
| Date | 03 June 2011 |
| Creators | Recchia, Gustavo Henrique |
| Contributors | Mui, Tsai Siu |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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