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Previous issue date: 2016-02-12 / FACEPE / As plantas evoluíram para sobreviver em ambientes onde muitas vezes são impostas condições
adversas, tais como estresses abióticos (temperatura, luz, seca, salinidade, frio), ou bióticos
(vírus, bactérias, fungos e nematoides). Para sua sobrevivência, desenvolveram inúmeros
mecanismos que permitem a detecção de mudanças ambientais, bem como a indução de
respostas específicas às condições estressantes impostas, minimizando as perdas. Existem
genes-chave nos mecanismos de adaptação, especialmente os relacionados à desintoxicação, à
homeostase e à reprogramação dos padrões de expressão gênica, envolvendo mudanças em
nível fisiológico. A identificação de genes-candidatos promissores para o melhoramento de
espécies cultivadas com relação aos principais estresses ainda está aquém das necessidades.
Assim, a identificação e caracterização de genes relacionados com a resposta vegetal a estresses
foi realizada para as culturas da soja e do feijão-caupi, em seus respectivos transcriptomas, por
métodos computacionais. Quando estão sob estresse, as plantas podem ativar respostas
celulares, incluindo a produção de proteínas antioxidantes, com o intuito de minimizar os danos
e evitar a ação tóxica de ROS (Espécies Reativas de Oxigênio) nas células vegetais. Neste
contexto, foram identificados 1.273 transcritos em feijão-caupi e 451 transcritos em soja,
distribuídos em 15 categorias de genes ROS que desempenham papéis importantes no estresse
oxidativo. Estes genes compõem um grupo de enzimas antioxidantes que trabalham em
conjunto para manter um nível de estado estacionário intracelular, promovendo o crescimento
da planta, desenvolvimento, ciclo celular, a sinalização hormonal, reforçando respostas aos
estressores ambientais abióticos e bióticos, semelhante ao observado em outras espécies de
plantas. Além das ROS fatores de transcrição (FTs) representam um papel crucial, como os
principais reguladores da tolerância vegetal ao estresse. Nesse contexto, foi realizada uma
identificação das famílias de FTs, presentes no transcriptoma de duas variedades contrastantes
de feijão-caupi (sensível e tolerante a seca). Foram identificados 4.822 transcritos, classificados
em 64 famílias, com expressão diferencial nos diferentes tempos de exposição ao estresse e
cultivares, exibindo indução da expressão em condições de estresse. As interações entre as
famílias gênicas reguladoras e os genes regulados permitiram a criação de modelos
computacionais para a compreensão da arquitetura e funcionamento da rede de regulação gênica
vegetal frente ao estresse, permitindo a identificação eficiente de candidatos para o
melhoramento vegetal e fins biotecnológicos. / Plants evolved to survive in environments that often impose adverse conditions, such as abiotic
(temperature, light, drought, salinity, cold) and biotic stresses (viruses, bacteria, fungi and
nematodes). For survival, they developed several mechanisms that enable the detection of
environmental changes, as well as induction of specific responses to the imposed stress
conditions, minimizing losses. There are key genes associated to adaptation mechanisms;
especially those related to detoxification, homeostasis and gene expression patterns
reprogramming, involving changes at physiological level. The identification of promising
candidate genes for cultivated species improvement related to main stresses is still far from the
necessities. Thus, the identification and characterization of genes related to plant response to
stress was carried out for soybean and cowpea in their transcriptome by computational methods.
When under stress, plants can activate cellular responses, including production of antioxidant
proteins, in order to minimize damage and avoid toxic action of ROS (Reactive Oxygen
Species) in plant cells. In this context, 1,273 transcripts were identified in cowpea and 451
transcripts in soybean, distributed into 15 ROS gene categories that play important roles in
oxidative stress. These genes form a group of antioxidant enzymes that work in concert to
maintain a steady intracellular level state, promoting plant growth, development, cell cycle, and
hormonal signaling, reinforcing responses to biotic and abiotic environmental stressors, like
observed in other plant species. Apart from ROS, transcription factors (TFs) play a crucial role
as the primary regulators of plant stress tolerance. In this context, the identification of TF
families was conducted for transcriptome data for two contrasting cowpea varieties (sensitive
and tolerant to drought). 4,822 transcripts were identified, being classified into 64 families,
differentially expressed in different times of exposure to stress and cultivars, exhibiting
induction of expression under stress conditions. The interactions between regulatory gene
families and regulated genes allowed the creation of computational models for understanding
the architecture and operation of the plant against stress gene regulation network, allowing
efficient identification of candidates for plant breeding and biotechnological purposes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/23496 |
| Date | 12 February 2016 |
| Creators | BEZERRA NETO, João Pacifico |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/7796654028353519, ISEPPON, Ana Maria Benko |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencias Biologicas, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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