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Previous issue date: 2015-06-03 / Abiotic and biotic stresses have a negative effect on the physiological and biochemical processes that are associated with the growth and development of plants. Plants have several strategies to cope with environmental stresses, including expression level and modification of certain genes by introducing epigenetic modifications, such as DNA methylation. DNA methylation patterns in plants are dynamic and some earlier findings support the hypothesis that changes in methylation status of genes are due to the mechanisms of adaptation to environmental stress. In plants the 5-azacytidine is usually used as agent inhibiting methylation of DNA. The use of 5-azacytidine may increase hypomethylation and transcriptional reactivation of the genome of gene silencing and leads to alteration of the growth and development of the plant. The objective of this study was to evaluate in a systematic way the effects of 5-azacytidine in physiological processes of Glycine max (L.) Merrill under water stress. The experiment was conducted in a greenhouse, in a 2x4 factorial design, with two water regimes, 100% and 30% of daily replenishment of water compared to field capacity on the V4 stage, and four forms of 5-azacytidine application solution, seeds, plants in the V5 and R2 fase in seed plants in the V5 and R2 fase and control plants without application of the solution. The following parameters were evaluated: leaf water potential, chlorophyll content index, membrane leakage, photosynthetic potential in growth stages R2 and R5) and biomass yield at the end of the crop cycle. The data were submitted to ANOVA and mean values compared by Tukey test (p<0.05). In addition, a multivariate principal component analysis (PCA) was performed in an attempt to separate the different behavior. The level of disturbance from plants subjected to water stress was sufficient to reduce the values of the water status parameters, CRA, gas exchange and biomass. Plants under 100% daily replacement of the water with the treatment of 5-azacytidine in seed biomass statistically reduced parameters compared with other forms of 5-azac application under same water condition. However, in plants subjected to water stress, 5-azac application increased plant biomass over the plants without application of the product. Plants treated with 5-azacytidine also reduced phenotypic plasticity in relation to the plant without application of 5-azac. The physiological changes such as possible reduction in DNA methylation may have an impact on the average variability and plasticity of the characteristics of plants of Glycine max. These results can be useful for studying the molecular mechanism of DNA methylation induced by 5-azacytidine and establish a base for further studies of the relationship between methylation do DNA and phenotypic plasticity. / Estresses abióticos e bióticos têm efeitos negativos sobre os processos bioquímicos e fisiológicos, que estão associados com o crescimento e desenvolvimento das plantas. Plantas possuem várias estratégias para lidar com estresses ambientais, que incluem nível de expressão e alteração de alguns genes através da introdução de modificações epigenéticas, como a metilação do DNA. Os padrões de metilação do DNA em plantas são dinâmicos, e algumas descobertas anteriores suportam a hipótese de que variações no estado de metilação em genes são devido aos mecanismos de adaptação ao estresse ambiental Em plantas, a 5-azacitidina é normalmente utilizada como agente de inibição da metilação do DNA. O uso da 5-azacitidina pode aumentar a hipometilação e a reativação transcricional de genes e levar a alteração do crescimento e desenvolvimento da planta. O objetivo deste estudo foi avaliar de forma sistêmica os efeitos da 5-azacitidina nos processos fisiológicos de Glycine max (L.) Merril sob deficiência hídrica. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em esquema fatorial 2x4, ou seja, regimes hídricos, 100% e 30% da reposição diária de água em relação à capacidade de campo a partir do estádio V4 e quatro formas de aplicação de solução de 5-azacitidina: em sementes, em folhas no estádio V5 e R2, em sementes + folhas no estádio V5 e R2 e plantas controle sem aplicação da solução citada. Foram avaliados os seguintes parâmetros: potencial de água foliar, índice de conteúdo de clorofila, extravasamento de membrana, potencial fotossintético nos estádios fenológicos R2 e R5 e rendimento de biomassa no final do ciclo da cultura. Os dados foram submetidos à Análise de Variância e os valores médios comparados através do teste Tukey (p=0,05). Além disso, foi realizada uma análise multivariada por componentes principais (PCA) na tentativa de separar os diferentes comportamentos analisados. O nível de perturbação das plantas submetidas à deficiência hídrica foi suficiente para reduzir os valores dos parâmetros do estado hídrico, CRA, trocas gasosas e biomassa. As plantas com 100% da reposição diária de água e dos com 5-azacitidina na semente reduziram estatisticamente os parâmetros de biomassa em relação às outras formas de aplicação de 5-azac na mesma condição hídrica. Entretanto, em plantas submetidas à deficiência hídrica, as formas de aplicação de 5-azac influenciaram positivamente o aumento da biomassa em relação aquelas sem aplicação do produto. Plantas tratadas com 5-azacitidina também reduziram a plasticidade fenotípica em relação com a planta sem aplicação da solução de 5-azac. As mudanças fisiológicas como a possível redução da metilação do DNA, podem ter um impacto sobre a média, variabilidade e plasticidade das características das plantas de Glycine max (L.) Merril. Estes resultados podem ser úteis para estudar o mecanismo molecular da metilação do DNA afetada por 5-azacitidina e estabelecer uma base para um estudo mais aprofundado da relação entre metilação do DNA e plasticidade fenotípica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.unoeste.br:tede/442 |
| Date | 03 June 2015 |
| Creators | Guidorizi, Kezia Aparecida |
| Contributors | Souza, Gustavo Maia, Vieira, Luiz Gonzaga Esteves, Almeida, Luiz Fernando Rolim de |
| Publisher | Universidade do Oeste Paulista, Mestrado em Agronomia, UNOESTE, BR, Ciências Agrárias |
| 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 UNOESTE, instname:Universidade do Oeste Paulista, instacron:UNOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 308868666724573970, 500 |
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