Caracterização de microRNAs na interação Musa acuminata-Pseudocercospora musae

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorMiller, Robert Neil Gerard-
Autor(es): dc.contributorGrynberg, Priscila-
Autor(es): dc.creatorRego, Erica Cristina Silva-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-10-23T16:31:29Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-10-23T16:31:29Z-
Data de envio: dc.date.issued2024-01-23-
Data de envio: dc.date.issued2024-01-23-
Data de envio: dc.date.issued2024-01-23-
Data de envio: dc.date.issued2023-02-28-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47483-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/910621-
Descrição: dc.descriptionTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2023.-
Descrição: dc.descriptionMicroRNAs endógenos (miRNAs) são pequenos RNAs não codificantes que regulam a expressão gênica no nível pós-transcricional por clivagem ou repressão da tradução do mRNA. MicroRNAs em plantas regulam diversos processos celulares, incluindo respostas de defesa a estresses bióticos. A bananeira (Musa spp.), uma cultura monocotiledônea cultivada em regiões tropicais, é suscetível a inúmeras doenças devido à esterilidade e a um estreito background genético. Pseudocercospora musae, agente causal da Sigatoka-amarela, é um importante fungo patogênico da bananeira, causando perdas devido à redução da área foliar funcional. Até o momento, o papel dos miRNAs no patosistema Musa-P. musae não foi investigado. Neste estudo, amostras de RNA foliar foram extraídas de Musa acuminata subsp. burmannicoides, var. Calcutta 4 (resistente), aos 3 e 12 dias após a inoculação (DAI) com conidiósporos do patógeno. Após a construção de uma biblioteca de pequenos RNAs, as amostras foram sequenciadas usando a tecnologia lllumina HiSeq 2500. Sequências de alta qualidade foram mapeadas contra o genoma de referência de M. acuminata ssp. malaccensis var. Pahang e os e miRNAs de Musa foram preditos usando os programas Mireap e ShortStack. Um total de 202 miRNAs conservados, previamente conhecidos, pertencentes a 30 famílias de miR foram identificados, juntamente com 24 novos miRNAs preditos. Os membros de miRNA conservados incluem aqueles das famílias miRNA156, miRNA166, miRNA171, miRNA396, miRNA167, miRNA172, miRNA160, miRNA164, miRNA168, miRNA159, miRNA169, miRNA393, miRNA535, miRNA482, miRNA2118 e miRNA397, todos conhecidos por estarem envolvidos na resposta de imunidade vegetal. Os potenciais genes alvos dos miRNAs de Musa foram preditos usando o programa TargetFinder, com transcrição gênica dos alvos em Musa regulados positivamente ou negativamente pelos miRNAs durante a infecção. A análise de enriquecimento de ontologia gênica (GO), indicou termos de atividade molecular potencialmente relacionados a respostas de defesa que incluem: ligação ao ácido nucleico, ligação de nucleotídeo, atividade de oxidoredutase e atividade de proteína quinase. Os termos do processo biológico associados à defesa incluem: resposta a hormônio, redução da oxidação e resposta ao estresse oxidativo. Ligação ao DNA, a atividade do fator de transcrição, e a regulação da transcrição, indicam o envolvimento de genes-alvo de miRNA de Musa na regulação da expressão gênica do hospedeiro durante as respostas de defesa a P. musae. Os miRNAs altamente abundantes, caracterizados durante a interação do hospedeiro com o patógeno e nos controles, identificados com base nos dados de expressão sRNA-seq, incluíram um total de 147 em 3DAI e 151 em 12DAI. Em 3DAI, oito miRNAs de diferentes famílias foram diferencialmente expressos entre amostras inoculadas e controle, com base em dados de sRNA. Em 12DAI, apenas um único miRNA foi diferencialmente expresso entre as amostras inoculadas e controle. Os dados de expressão de sRNA-seq, para miRNAs selecionados, e os dados de RNAseq para seus genes alvo em Musa, durante a interação do patógeno hospedeiro, também foram validados, via stem-loop RT-qPCR e RT-PCR convencional. Os dados de 11 miRNA, selecionados com base na abundância da família e envolvimento conhecido nas respostas de defesa da planta, revelaram modulação variável e uma frequente correlação inversa de expressão entre miRNAs e genes alvos. A caracterização de miRNAs em M. acuminata subsp. burmannicoides, var. Calcutta 4, e a análise do seu papel na modulação da expressão gênica do gene alvo durante a interação com P. musae, fornecem novas informações sobre respostas de defesa mediadas por miRNA na planta, aplicáveis em engenharia genética para controle da doença de Sigatoka-amarela.-
Descrição: dc.descriptionEndogenous microRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs that regulate gene expression at the post-transcriptional level by cleavage or repression of mRNA translation. MicroRNAs in plants regulate diverse cellular processes, including defense responses to biotic stresses. Banana (Musa spp.), a monocotyledonous crop cultivated throughout tropical regions, is susceptible to numerous diseases due to sterility and a narrow genetic background. Pseudocercospora musae, the causal agent of Sigatoka leaf spot disease, is an important fungal pathogen of banana, causing losses due to a reduction in functional leaf area. To date, the role of miRNAs in the Musa-P. musae pathosystem has not been investigated. In this study, leaf RNA samples were extracted from Musa acuminata subsp. burmannicoides, var. Calcutta 4 (resistant), at 3 and 12 days after inoculation (DAI) with pathogen conidiospores. Following small RNA library construction, samples were sequenced using lllumina HiSeq 2500 technology. High quality sequences were mapped against the M. acuminata ssp. malaccensis var. Pahang reference genome and plant miRNAs were predicted using the programs Mireap and ShortStack. A total of 202 conserved miRNAs previously known to belong to 30 miR-families were identified, together with 24 novel miRNAs. Conserved miRNA members include those from families miRNA156, miRNA166, miRNA171, miRNA396, miRNA167, miRNA172, miRNA160, miRNA164, miRNA168, miRNA159, miRNA169, miRNA393, miRNA535, miRNA482, miRNA2118 and miRNA397, all of which are known to be involved in plant immune responses. The potential host gene targets of Musa miRNAs were predicted using TargetFinder, with gene transcripts in the plant host targeted by up- and down-regulated microRNAs during infection. Gene ontology (GO) enrichment analysis indicated molecular activity terms potentially related to defense responses that included nucleic acid binding, nucleotide binding, oxidoreductase activity and protein kinase activity. Biological process terms associated with defence included response to hormone, oxidation-reduction and response to oxidative stress. DNA binding, transcription factor activity, regulation of transcription and nucleus also indicate the involvement of numerous Musa miRNA target genes in regulation of host gene expression during the defence responses to P. musae. Highly abundant miRNAs characterized during the host interaction with the pathogen and in controls, identified on the basis of sRNA-seq expression data, included a total of 147 at 3DAI and 151 at 12DAI. At 3DAI, eight miRNAs from different miR-families were significantly differentially expressedbetween inoculated and control samples on the basis of sRNA data. At 12DAI, only a single miRNA was significantly differentially expressed between inoculated and control samples. sRNA-seq expression data for selected miRNAs and RNAseq data for their target Musa genes during the host pathogen interaction was also validated using stem-loop quantitative real-time PCR (qRT-PCR). For a total of 11 miRNA family members selected on the basis of family abundance and known involvement in plant defence responses, data revealed varying modulation and a frequent negative correlation of expression between miRNAs and target host genes. The characterization of miRNAs in resistant M. acuminata subsp. burmannicoides, var. Calcutta 4 and examination of their role in target gene expression modulation during interaction with P. musae provides novel information on miRNA-mediated defence responses in the plant, applicable in genetic engineering for control of Sigatoka leaf spot disease.-
Descrição: dc.descriptionInstituto de Ciências Biológicas (IB)-
Descrição: dc.descriptionDepartamento de Biologia Celular (IB CEL)-
Descrição: dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Biologia Molecular-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Direitos: dc.rightsAcesso Aberto-
Direitos: dc.rightsA 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.subjectSigatoka-amarela-
Palavras-chave: dc.subjectMusa spp.-
Palavras-chave: dc.subjectMicroRNA-
Palavras-chave: dc.subjectEstresse biótico-
Palavras-chave: dc.subjectBananeira-
Título: dc.titleCaracterização de microRNAs na interação Musa acuminata-Pseudocercospora musae-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
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