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Utilização de ferramentas biotecnológicas e nanotecnológicas para o controle da bactéria fitopatogênica Xanthomonas campestris pv. campestris
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/884964
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Silva, Luciano Paulino da | - |
| Autor(es): dc.contributor | Mehta, Angela | - |
| Autor(es): dc.creator | Santos, Ivonaldo Reis | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-10-23T15:30:45Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-10-23T15:30:45Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-01-23 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-01-23 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-01-23 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023-01-26 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47485 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/884964 | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2023. | - |
| Descrição: dc.description | A fim de controlar a prodridão negra das brássicas causada por Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc), ferramentas biotecnológicas e nanotecnológicas foram utilizadas neste estudo em três etapas. Na primeira etapa, metabólitos concentrados extraídos de Rhizobium tropici (MC-RT) foram utilizados na indução de genes relacionados com defesa. Plantas de repolho foram cultivadas em casa de vegetação e aos 21 dias após a semeadura foram pulverizadas com solução de MC-RT a 1% nas folhas ou na raiz. As partes aérea e radicular foram coletadas separadamente no dia 0 (condição controle), 24 e 48 h após o tratamento (hat) e submetidas à extração de RNA para análise por RT-qPCR de 8 genes relacionados com defesa. Os resultados mostraram que MC-RT aplicado nas folhas tem efeito protetor mais duradouro e sistêmico na planta. Os resultados obtidos enfatizam o potencial biotecnológico do uso de MC-RT atuando como um elicitor de respostas de defesa ativas em plantas, podendo contribuir expresivamente para o controle da podridão negra das brássicas. Na segunda etapa foi realizada a síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs) utilizando extratos aquosos de folhas de repolho, Arabidopsis, neem e noni, além de extratos aquosos de partes do fruto de noni (casca ou polpa/semente), como agentes redutores e estabilizantes. As reações de síntese de AgNPs foram realizadas em 6 diferentes concentrações de extratos em soluções aquosas de nitrato de prata (AgNO3), a 1 mM final, totalizando 42 amostras de AgNPs, das quais 14 foram selecionadas, de acordo com seu diâmetro hidrodinâmico (DH), índice de polidispersidade (PdI) e potencial Zeta (ZP) e então testadas in vitro para avaliar suas atividades antibacterianas contra Xcc. As AgNPs que apresentaram a maior atividade antibacteriana na concentração de 64 µM, apresentaram o menor DH, como as sintetizadas com extrato aquoso da casca do fruto de noni (EACFN) na concentração de 60 mg/mL. Além disso, plantas com genótipos suscetíveis de B. oleracea foram tratadas com EACFN-AgNPs, e a modulação positiva de genes biomarcadores relacionados à defesa foi obtida por qRT-PCR. Plantas tratadas com EACFN-AgNPs a 64 µM quando desafiadas com Xcc apresentaram um fenótipo mais tolerante, destacando-se que a aplicação de AgNPs parece desencadear uma resposta efetiva de defesa da planta. O presente estudo revela o potencial das AgNPs em direcionar a atividade antibacteriana e melhorar a defesa das culturas de plantas e, finalmente, propõe uma abordagem alternativa interessante para combater a podridão negra, potencialmente extensível a outros patossistemas. Na terceira etapa foi realizada uma análise proteômica para compreender os mecanismos de ação de AgNPs em Xcc tratada com AgNPs (32 µM), AgNO3 (32 µM), ou sem tratamento (condição controle). Posteriormente foi realizada a extração de proteínas totais e as amostras foram submetidas à análise proteômica. Os resultados obtidos revelaram um total de 352 proteínas diferencialmente abundantes. Nas amostras tratadas com AgNPs, 134 proteínas foram diferencialmente abundantes, incluindo 107 proteínas aumentadas e 27 diminuídas, nas amostras tratadas com AgNO3 foram 14 proteínas diferencialmente abundantes, incluindo 10 proteínas aumentadas e 4 proteínas diminuídas, quando comparadas com a condição controle. Por fim, quando as amostras tratadas com AgNPs foram comparadas com as amostras tratadas com AgNO3, os resultados mostraram 204 proteínas diferencialmente abundantes, incluindo 75 proteínas aumentadas e 129 proteínas diminuídas. A análise de ontologia gênica mostrou que a maioria das proteínas reguladas positivamente estavam envolvidas em importantes processos biológicos, como homeostase de íons metálicos, desintoxicação, organização de membrana, processo metabólico de aminoácidos e carboidratos, processo metabólico lipídico, proteólise, transporte transmembranar e outros. Os resultados obtidos trazem importantes contribuições para a melhor compreensão dos mecanismos de ação de AgNPs em Xcc e poderão contribuir para o desenvolvimento de estratégias de controle de Xcc em brássica. No geral, todas as estratégias utilizadas neste estudo contribuem para o controle da podridão negra e podem levar à redução do uso de agroquímicos. | - |
| Descrição: dc.description | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). | - |
| Descrição: dc.description | In order to control the black rot disease of cruciferous crops caused by Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc), biotechnological and nanotechnological tools were used in this study. In the first stage of this study, concentrated metabolites extracted from Rhizobium tropici (CM-RT) were used in the induction of defense-related genes. Cabbage plants were cultivated in a greenhouse and 21 days after sowing were sprayed with a 1% CM-RT solution on the leaves or roots. The aerial and root parts were collected separately on day 0 (control condition), 24 and 48 h after treatment (hat) and submitted to RNA extraction for RT-qPCR analysis of 8 defense-related genes. The results showed that CM-RT applied to the leaves has a more lasting and systemic protective effect on the plant. The results obtained emphasize the biotechnological potential of the use of CM-RT acting as an elicitor of active defense responses in plants, which can significantly contribute to the control of black rot disease. In the second stage of this study, the green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) was carried out using aqueous extracts of cabbage leaves, Arabidopsis, neem, and noni, in addition to aqueous extracts of parts of the noni fruit (peel or pulp/seed), as reducing and stabilizing agents. AgNPs synthesis reactions were performed in 6 different concentrations of extracts in aqueous solutions of silver nitrate (AgNO3), at 1 mM final, totalizing 42 samples, of which 14 samples of AgNPs were selected, according to their hydrodynamic diameter (HD), polydispersity index (PdI) and Zeta potential (ZP) and then tested in vitro to assess their antibacterial activities against Xcc. The AgNPs that showed the highest antibacterial activity at a concentration of 64 µM, had the lowest HD, such as those synthesized with aqueous extract of noni fruit peel (AEPFN) at a concentration of 60 mg/mL. In addition, susceptible B. oleracea plants were treated with AEPFN-AgNPs, and a positive modulation of defenserelated biomarker genes was obtained by qRT-PCR. Plants treated with AEPFN-AgNPs at 64 µM when challenged with Xcc showed a more tolerant phenotype, highlighting that the application of AgNPs seems to trigger an effective plant defense response. The present study reveals the potential of AgNPs to direct antibacterial activity and improve plant crop defense and, finally, proposes an interesting alternative approach to combat black rot, potentially extensible to other pathosystems. In the third stage of this study, a proteomic analysis was performed to understand the mechanisms of action of AgNPs in Xcc treated with AgNPs (32 µM), AgNO3 (32 µM), or without treatment (control condition). The results obtained revealed a total of 352 differentially abundant proteins. In samples treated with AgNPs, 134 proteins were differentially abundant, including 107 increased and 27 decreased proteins. In samples treated with AgNO3, there were 14 differentially abundant proteins, including 10 increased and 4 decreased proteins, when compared to the control condition. Finally, when samples treated with AgNPs were compared with samples treated with AgNO3, the results showed 204 differentially abundant proteins, including 75 increased and 129 decreased proteins. Gene ontology analysis revealed that most increased proteins were involved in important biological processes such as metal ion homeostasis, detoxification, membrane organization, amino acid and carbohydrate metabolic process, lipid metabolic process, proteolysis, transmembrane transport and others. The results obtained bring important contributions to a better understanding of the mechanisms of action of AgNPs in Xcc and may contribute to the development of strategies to control Xcc in brassica. Overall, all the strategies used in this study contribute to control black rot disease and could lead to a reduction in the use of agrochemicals. | - |
| Descrição: dc.description | Instituto de Ciências Biológicas (IB) | - |
| Descrição: dc.description | Departamento de Biologia Celular (IB CEL) | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Direitos: dc.rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Metabólitos concentrados | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Biotecnologia | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Nanotecnologia | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Podridão negra | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Xanthomonas campestris pv. vesicatoria | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Atividade antimicrobiana | - |
| Título: dc.title | Utilização de ferramentas biotecnológicas e nanotecnológicas para o controle da bactéria fitopatogênica Xanthomonas campestris pv. campestris | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
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