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metadata.dc.type: doctoralThesis
Title: Estudos fenotípicos e moleculares sobre variabilidade genética, qualidade de grãos e tolerância ao estresse por ferro em arroz
Other Titles: Phenotypic and molecular studies on the genetic variability, grain quality and iron stress tolerance in rice
Authors: Marini, Naciele
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Oliveira, Antonio Costa de
metadata.dc.description.resumo: Existe a constante necessidade de estudos visando o aumento da produtividade e da qualidade de grãos de arroz, auxiliados por avaliações de tolerância a estresses abióticos e, detecção da variabilidade genética. Portanto, este trabalho teve por objetivo caracterizar famílias mutantes de arroz quanto à tolerância ao estresse por toxidez de ferro, validar uma técnica de marcadores moleculares baseados em retrotransposons, com o intuito de detectar variabilidade genética em genótipos de arroz e analisar a expressão dos genes envolvidos na síntese do amido no endosperma de grãos de arroz. Sendo assim, nove famílias mutantes foram caracterizadas para caracteres fenotípicos e conteúdo de ferro em condições de hidroponia. 20 genótipos foram caracterizados com a técnica de REMAP e três cultivares de arroz tiveram a sua expressão gênica caracterizada por qRT-PCR. Os resultados obtidos demonstram que os genótipos BR-IRGA 409 e BRS 7 Taim, apresentam maior acúmulo de Fe2+ na parte aérea. As famílias de mutantes CGF-Z-M9-444CD, CGF-Z-M9-328 e CGF-Z-M9-243 foram classificadas neste estudo como tolerantes. O genótipo CGF-Z-M9-444CD foi um dos mutantes que menos acumulou ferro nos tecidos sob condição de estresse, sendo também caracterizado como tolerantes na analise visual. As variáveis comprimento de raiz, número de raiz, ferro, zinco e manganês, sofreram alterações em resposta ao estresse por ferro em condições hidropônicas. No estudo de expressão gênica para qualidade de grão foi possível constatar que constituições genéticas contrastantes quanto ao teor de amilose apresentam expressão diferencial para alguns genes analisados. Alguns destes genes tem seus níveis de expressão alterados no início do desenvolvimento do endosperma, indicando uma maior contribuição no inicio do enchimento dos grãos e que outros genes tem maior atividade no final do ciclo de desenvolvimento. Existe uma tendência, principalmente, para a cultivar BRS Firmeza de aumento na atividade dos genes estudados aos 20 dias após o florescimento com um declínio aos 25 dias após o florescimento e um aumento novamente aos 30 dias após o florescimento, evidenciando a relação existente entre a atividade destes genes com o caráter stay-green e a acumulação tardia de amido no endosperma deste genótipo. Também de acordo com os estudos realizados foi possível mensurar a variabilidade genética no germoplasma de arroz utilizando a técnica REMAP com baixo custo de execução e sem a demanda de equipamentos caros. Assim, é possível identificar indivíduos mais diferentes a nível de DNA, com o objetivo de utilizar essa informação para a realização de cruzamentos entre genitores distantes geneticamente, explorando assim a variabilidade em populações de segregantes transgressivos dentro de programas de melhoramento.
Abstract: There is a constant need for studies aiming to increase yield and quality traits in rice, which have to consider abiotic stress tolerance and genetic variability. This work had as objective to characterize rice mutant families regarding rice iron stress tolerance and validate a technique based on retrotransposons with the goal of detecting genetic variability in rice. Also, to analyse gene expression of genes involved in starch synthesis in the rice grain. Therefore, nine mutant families were characterized for phenotypic traits and iron content in hydroponic conditions. Twenty genotypes were molecularly characterized with the REMAP technique and three cultivars were analysed the profiled for starch biosynthesis related gene expression by qRT-PCR. The results obtained demonstrate that the genotypes BR-IRGA 409 and BRS7-Taim characterized as sensitive presented a higher accumulation of Fe2+ in the shoots. The mutant families CGF-Z-M9-444CD, CGF-Z-M9-328 and CGF-Z-M9-243, were ranked in this study as tolerant. The genotype CGF-Z-M9-444CD was one of the mutants that accumulated less iron in the tissues under stress conditions, being also characterized as resistant in the phenotypic analysis. The variables root length, number of roots, iron, zinc and manganese, were altered in response to hydroponic culture growth with excess iron. In the gene expression study, it was possible to detect contrasting genotypes regarding amylose content presented differential expression for some of the analysed genes. Some of these genes have their expression levels altered at the beginning of starch biosynthesis, suggesting a higher contribution at the beginning of grain filling and other genes at the end of grain maturation. There is a tendency, mainly, for the cultivar BRS Firmeza, to increase the activity of studied genes 20 days after flowering with a decrease at 25 days after flowering and a new increase at 30 days after flowering, indicating an association between the activity of these genes and the stay-green character and the late starch accumulation in this genotype. Also, according with the studies performed, it was possible to measure the genetic variability in the rice germplasm used using the REMAP with a combination of low cost and simple protocols. Therefore, it is possible to discriminate genotypes at DNA level with the goal of predicting genetic distance and directed crosses between elite genotypes, thus exploiting population variability and transgressive segregants within breeding programs
Keywords: Oryza sativa
Amilose
Expressão gênica
Distância genética
Estresse abiótico
Amylose
Gene expression
Genetic distance
Abiotic stress
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Pelotas
metadata.dc.publisher.initials: UFPel
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Citation: MARINI, Naciele. Phenotypic and molecular studies on the genetic variability, grain quality and iron stress tolerance in rice. 2013. 126 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2013.
metadata.dc.rights: OpenAccess
URI: http://hdl.handle.net/123456789/2065
Issue Date: 7-Dec-2013
Appears in Collections:PPGA: Dissertações e Teses

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