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Isolamento e caracterização de promotores de genes induzíveis em resposta a estresses biótico e abiótico
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/876795
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Sá, Maria Fátima Grossi de | - |
| Autor(es): dc.contributor | elineaofreitas@yahoo.com.br | - |
| Autor(es): dc.creator | Freitas, Elinea de Oliveira | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-10-23T15:11:30Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-10-23T15:11:30Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-06-08 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-06-08 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-06-08 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019-07-30 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://repositorio.unb.br/handle/10482/37998 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/876795 | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Programa em Rede Multi-Institucional do Pró-Centro-Oeste de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biodiversidade, 2019. | - |
| Descrição: dc.description | A biotecnologia vegetal têm alcançado progressos através do uso da engenharia genética como uma aliada na geração de organismos geneticamente modificados. Contudo, o sucesso da tecnologia de transformação genética de plantas, desde a pesquisa básica até o desenvolvimento de novas cultivares está diretamente associado à obtenção de um nível de expressão apropriado do DNA exógeno, que depende da correta seleção do promotor a ser utilizado. Assim, a busca por promotores induzíveis têm sido uma poderosa estratégia biotecnológica para controlar a expressão de genes envolvidos em respostas a estresses bióticos e abióticos. No primeiro capítulo deste estudo foi descrito o isolamento de três promotores de genes de algodão (Gossypium hirsutum) induzidos pelo estresse biótico causado pelo desenvolvimento da larva do bicudo-do-algodoeiro em botões florais de plantas de algodão. Inicialmente, foram selecionados 20 genes com padrão de expressão induzível identificados no transcriptoma de botões florais de algodão infestados com larvas do bicudo. A expressão desses genes foi analisada por RT-qPCR após diferentes tempos de alimentação da larva do bicudo. Botões florais de algodão inoculados com um ovo do bicudo-do-algodoeiro, contendo um embrião ativo, foram analisados após 2h, 6h, 12h, 24h e 96h de inoculação. Entre os genes analisados, GhERF17-like, GhERF105-like e GhNc-HARBI1 apresentaram um perfil de expressão aumentado, principalmente em respostas tardias (12h, 24h e 96h). Essas análises confirmaram que estes genes são induzíveis pelo estresse biótico causado pelo desenvolvimento da larva do bicudo-do-algodoeiro em botões florais de plantas de algodão. As sequências dos promotores desses três genes foram isoladas e analisadas quanto à presença de elementos cis regulatórios e foram identificados, nos três promotores, elementos cis do tipo ERF, MYB e muitos fatores de transcrição W-box (conhecidos como local de ligação do fator de transcrição do tipo WRKY): WRKY71OS, WBOXNTERF3, WBBOXPCWRKY1, WBOXATNPR1. Além disso, também foram identifidas sequências cis- regulatórias envolvidas na indução de ácido salicílico (SA). Posteriormente, esses três promotores foram clonados no vetor de expressão estável que contém a fusão GUS-GFP. A atividade do gene repórter GFP, controlada pelos promotores pGhERF17-like, pGhERF105-like e pGhNc-HARBI1-like, foi monitorada e comparados com o promotor CaMV35S em folhas de plantas transgênicas de A. thaliana sob estímulo com ácido salicílico (AS). As análises indicaram que os três promotores foram induzíveis pelo AS, com destaque para o promotor pGhNc- HARBI1-like cuja fluorescência de GFP foi mais intensa, quando submetida ao tratamento com AS, enquanto nenhuma fluorescência foi observada no tratamento controle. Já em plantas com o promotor CaMV35S observou-se intensa fluorescência com e sem o tratamento com AS. Estudos adicionais estão sendo realizados para proporcionar uma cacterização completa desses três promotores que, possivelmente, poderão ser indicados como potenciais ferramentas biotecnológicas para impulsionar a expressão gênica induzível em plantas. No segundo capítulo o objetivo foi identificar e caracterizar o promotor GmRD26 (pGmRD26), que está envolvido na regulação das respostas das plantas ao estresse hídrico. O perfil de expressão do gene GmRD26 obtido por qRT-PCR sob condições de estresse e sem estresse confirmou que o GmRD26 é induzido sob condições de déficit hídrico. A caracterização da região promotora GmRD26 foi realizada sob condições de estresse com ácido abscísico (ABA), polietilenoglicol (PEG) e seca em plantas de A. thaliana contendo a construção completa de pGmRD26::GUS (2.054 pb) e dois módulos, pGmRD26A::GUS (909 pb) e pGmRD26B::GUS (435 pb), controlando a express do gene β-glucuronidase (uidA). Os módulos pGmRD26 e pGmRD26A conferiram expressão forte e induzida de transgenes. Os dados demonstraram que, de acordo com análises da atividade de GUS, o pGmRD26A induziu maior expressão de transgenes do que o promotor usado como controle positivo, AtRD29, e que os outros módulos, dependendo do tipo de tratamento analisado. O módulo pGmRD26A forneceu maior capacidade de transcrição do gene uidA do que outros módulos, especialmente em resposta a tratamentos com polietilenoglicol e seca. Em resumo, este estudo indica que o pGmRD26A pode se tornar uma ferramenta biotecnológica promissora para aplicação no desenvolvimento de plantas modificadas tolerantes à seca ou outras plantas projetadas para resposta ao estresse. | - |
| Descrição: dc.description | Plant biotechnology has made progress through the use of genetic engineering as an ally in the generation of genetically modified organisms. However, the success of plant genetic transformation technology, from basic research to the development of new cultivars, is directly associated with obtaining an appropriate level of expression of exogenous DNA, which depends on the correct selection of the promoter to be used. Thus, the search for inducible promoters has been a powerful biotechnological strategy to control the expression of genes involved in responses to biotic and abiotic stresses. In the first chapter of this study the isolation of three cotton gene promoters (Gossypium hirsutum) induced by the biotic stress caused by the larvae of the cotton boll weevil on flower buds of cotton plants was described. Initially, 20 genes with inducible expression pattern identified in the transcriptome of cotton buds infested with bollworm larvae were selected. Expression of these genes was analyzed by RT-qPCR after different feeding times of the larvae of the boll weevil. Floral cotton buds were inoculated with an egg of the cotton boll weevil containing an active embryo, the floral buds were analyzed after 2h, 6h, 12h, 24h and 96h of inoculation. Among the genes analyzed, GhERF17-like, GhERF105- like and GhNc-HARBI1 showed an increased expression profile, mainly in late responses (12h, 24h and 96h). These analyzes confirmed that these genes are inducible by the biotic stress caused by the larvae of the cotton boll weevil on flower buds of cotton plants. The promoter sequences of these three genes were isolated and analyzed for the presence of regulatory cis elements and the cis-elements of the ERF, MYB and many W-box transcription factors (known as the binding factor transcription of type WRKY): WRKY71OS, WBOXNTERF3, WBBOXPCWRKY1, WBOXATNPR1. In this study, we also identified cis-regulatory sequences involved in the induction of salicylic acid (SA). Subsequently, these three promoters were cloned into the GUS- GFP fusion-stable expression vector. The activity of the GFP reporter gene controlled by the pGhERF17-like, pGhERF105-like and pGhNc-HARBI1-like promoters was monitored and compared to the CaMV35S promoter on leaves of A. thaliana transgenic plants under stimulation with salicylic acid (SA). The analyzes indicated that the pGhERF17-like, pGhERF105-like and pGhNc-HARBI1-like promoters were inducible by SA. In plant leaves containing pGhNc- HARBI1-like, more intense GFP fluorescence was observed when subjected to SA treatment and no fluorescence was observed in the control treatment. In plants with the CaMV35S promoter, intense fluorescence was observed with and without SA treatment. Further studies are being conducted to provide a complete characterization of these three promoters that may possibly be indicated as potential biotechnological tools to boost inducible gene expression in plants. In the second chapter our objective was to identify and characterize the GmRD26 promoter (pGmRD26), which is involved in the regulation of plant responses to water stress. The expression profile of the GmRD26 gene was investigated by qRT-PCR under stress conditions and without stress. Our data confirm that GmRD26 is induced under water deficit conditions. Characterization of the GmRD26 promoter region was performed under stress conditions with ABA, polyethylene glycol (PEG) and dry in A. thaliana plants containing the complete construct of pGmRD26::GUS (2.054 bp) and two null promoters, pGmRD26A::GUS (909 bp) and pGmRD26B::GUS (435 bp), controlling the expression of the β-glucuronidase gene (uidA). The pGmRD26 and pGmRD26A modules conferred strong and induced expression of transgenes. The data demonstrated that, according to analyzes of GUS activity, pGmRD26A induced more transgene expression than the promoter used as a positive control, AtRD29, and that the other modules, depending on the type of treatment analyzed. The pGmRD26A module provides increased uidA transcription capacity than other modules, especially in response to treatments with polyethylene glycol and dry. In summary, this study indicates that pGmRD26A may become a promising biotechnological tool for application in the development of modified drought tolerant plants or other plants designed for stress response. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Algodão - doenças e pragas | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Bicudo-do-algodoeiro | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Gossypium hirsutum | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Estresse biótico | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Biotecnologia vegetal | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Tolerância à seca | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Genética vegetal | - |
| Título: dc.title | Isolamento e caracterização de promotores de genes induzíveis em resposta a estresses biótico e abiótico | - |
| Título: dc.title | Isolation and characterization of inducible gene promoters in response to biotic and abiotic stresses | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
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