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Previous issue date: 2017-10-31 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Upland rice is grown without irrigation and the availability of water is totally dependent
on the occurrence of rainfall. The objective of this study was to evaluate the differential
expression of genes previously identified as responsive in drought conditions in upland
rice genotypes grown under controlled irrigation and water restriction conditions. Two
water treatments were applied, irrigation during the whole experiment and the water
restriction, where irrigation was suspended for five days from the beginning of the
reproductive stage (R2 / R3), with subsequent replacement of 50% of
evapotranspirated water by irrigated plants at the base of the column for 10 days,
followed by adequate irrigation until the end of the plant cycle. At the end of the crop
cycle, evaluations of the production components (number of full grains, number of
empty grains and mass of 100 grains) and yield were performed. Productivity estimates
of 24 genotypes ranged from 44 to 170 g column-1
in the irrigated treatment and from
4 to 86 g column-1
in the water deficiency condition. The genotypes Três Meses
Branco, BRS Esmeralda, BRSGO Serra Dourada, Casca Branca, BRSMG Curinga,
Bico Ganga and Rabo de Burro were among the most productive genotypes both in
irrigated condition and in water deficiency condition. Of the 24 genotypes used in the
experiment described above, 12 contrasting yields in water treatments were
characterized for differential expression for two target genes. One gene integrates the
antioxidative defense system (Superoxide dismutase cofactor Manganese - MnSOD)
and the other is a glycosyltransferase that promotes the glycosylation of an
anthocyanin molecule (anthocyanidin 3-O-beta-D-glucosyltransferase). ANOVA based
on the gene expression data revealed genotypes, water treatments and collection time
in the gene expression (p≤0.05). The MnSOD gene presented the highest level of
expression in all genotypes in the condition of greatest water restriction (five days
without irrigation), with higher levels of expression in the less productive genotypes
under stress conditions. On the other hand, the glycosyltransferase gene presented a
considerably reduced expression in the most critical condition of the stress, without
clear indicative of differentiation among the most productive genotypes during stress.
The two genes evaluated were clearly responsive (p≤0.05) to the most severe water
stress, but did not explain the differences between the genotypes grouped in the
productivity estimates with and without dry stress. Therefore, it is possible to conclude
that, due to the complexity in the processes adaptive to drought, each genotype uses
different mechanisms of molecular responses, and it is not possible to differentiate
them only through the genes evaluated in this study. / O arroz de terras altas é cultivado sem irrigação e a disponibilidade de água é
totalmente dependente da ocorrência de chuva. O objetivo desse estudo foi avaliar
em genótipos de arroz de terras altas cultivados em condições controladas de
irrigação e restrição hídrica a expressão diferencial de genes previamente
identificados como responsivos em condições de seca. Foram aplicados dois
tratamentos hídricos, o irrigado durante todo experimento e o de restrição hídrica,
onde a irrigação foi suspensa por cinco dias a partir do início do estádio reprodutivo
(R2/R3), com subsequente reposição de 50 % da água evapotranspirada pelas
plantas irrigadas na base da coluna por 10 dias, seguido por irrigação adequada até
o final do ciclo da planta. Ao término do ciclo da cultura foram realizadas as avaliações
dos componentes de produção (número de grãos cheios, número de grãos vazios e
massa de 100 grãos) e da produtividade. As estimativas de produtividade dos 24
genótipos variaram de 44 a 170 g coluna-1 no tratamento irrigado e de 4 a 86 g coluna-
1 na condição de deficiência hídrica. Os genótipos Três Meses Branco, BRS
Esmeralda, BRSGO Serra Dourada, Casca Branca, BRSMG Curinga, Bico Ganga e
Rabo de Burro figuraram dentre os mais produtivos tanto em condição irrigada quanto
em condição de deficiência hídrica. Dos 24 genótipos utilizados no experimento
descrito acima, 12 contrastantes quanto à produtividade nos tratamentos hídricos
foram caracterizados quanto à expressão diferencial para dois genes-alvo. Um gene
integra o sistema de defesa antioxidativo (Superóxido dismutase cofator Manganês –
MnSOD) e o outro é uma glicosiltransferase que promove a glicosilação de uma
molécula de antocianina (anthocyanidin 3-O-beta-D-glucosyltransferase). A ANOVA
realizada a partir dos dados de expressão gênica revelou efeito dos genótipos,
tratamentos hídricos e época de coleta na expressão gênica (p≤0.05). O gene MnSOD
apresentou o maior nível de expressão em todos os genótipos na condição de maior
restrição hídrica (cinco dias sem irrigação), com maiores níveis de expressão nos
genótipos menos produtivos em condição de estresse. Já o gene glicosiltransferase
apresentou uma expressão consideravelmente reduzida na condição mais crítica do
estresse, sem indicativo claro de diferenciação entre os genótipos mais produtivos
durante o estresse. Os dois genes avaliados foram claramente responsivos (p≤0.05)
ao estresse hídrico mais severo, porém não explicaram as diferenças entre os
genótipos agrupados quanto às estimativas de produtividade com e sem estresse de
seca. Diante disso, é possível concluir que diante da complexidade nos processos
adaptativos à seca, cada genótipo utiliza diferentes mecanismos de respostas
moleculares, não sendo possível diferencia-los somente através dos genes avaliados
nesse estudo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/7987 |
| Date | 31 October 2017 |
| Creators | Santos, Fabianna Ferreira dos |
| Contributors | Vianello, Rosana Pereira, Vianello, Rosana Pereira, Brondani, Claudio, Lanna, Anna Cristina |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Biologia (ICB), UFG, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas - ICB (RG) |
| 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 UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 6883982777473437920, 600, 600, 600, 600, -3872772117827373404, 893477990329266114, -2555911436985713659 |
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