Please use this identifier to cite or link to this item: http://guaiaca.ufpel.edu.br:8080/handle/prefix/4972
metadata.dc.type: masterThesis
Title: Perfil transcricional e regulação de genes relacionados a autofagia em plântulas de arroz cultivadas sob excesso de ferro
Other Titles: Transcriptional profile and control of autophagy-related genes in rice seedlings grown under iron.
metadata.dc.creator: Maltzahn, Latóia Eduarda
metadata.dc.contributor.advisor1: Pegoraro, Camila
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Oliveira, Antonio Costa de
metadata.dc.description.resumo: O arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais cultivados e consumidos no mundo. O sistema de cultivo predominante é por inundação, o que faz com que o ferro fique mais disponível para captação, causando estresse nas plantas e interferindo no potencial produtivo dos genótipos. O ferro (Fe) é um micronutriente essencial para as plantas, no entanto, quando em excesso causa toxidez. A toxidez direta ocorre devido à absorção excessiva e posterior acúmulo de ferro nos tecidos da planta. Já a toxidez indireta resulta da limitação da absorção pelas plantas de diversos nutrientes. O arroz possui duas estratégias para absorver ferro, a estratégia I baseia-se na redução do Fe da forma férrica para ferrosa e a estratégia II consiste na quelação do Fe. Muitos estudos têm sido desenvolvidos buscando identificar e caracterizar os genes que codificam proteínas envolvidas na captação, transporte e acúmulo de Fe na planta. Esses estudos buscam delinear estratégias para solucionar os diferentes problemas relacionados ao Fe na planta, como a deficiência quando em cultivo em sequeiro, a toxidez presente no cultivo irrigado, e o baixo acúmulo desse elemento no grão mesmo em situações de alta disponibilidade de Fe no solo. Nesse estudo o foco foi dado ênfase para a elevada disponibilidade de Fe no solo, buscando identificar e caracterizar novos mecanismos de tolerância à toxidez de Fe no arroz. A autofagia é a principal rota de degradação e reciclagem de material citoplasmático. Este processo está envolvido principalmente com adaptação a estresse e resposta imune, além de promover morte celular programada em diferentes situações. Estudos recentes têm revelado a importância da autofagia na tolerância a diferentes estresses abióticos. No entanto, ainda não há informações na literatura relacionando a autofagia com a toxidez por Fe. Neste contexto, este estudo buscou caracterizar o perfil de regulação e ativação transcricional de genes OsATG (AuTophaGy related genes) em plântulas de arroz submetidas a toxidez por ferro (FeT). As cultivares EPAGRI 108 (tolerante) e BR IRGA 409 (sensível) foram submetidas ao tratamento por excesso de ferro durante cinco dias, após parte aérea e raiz foram coletadas. Foi extraído RNA, convertido em cDNA e após foram avaliadas as expressões relativas dos genes OsATG3a, OsATG4a, OsATG5, OsATG7, OsATG8a, OsATG10b, OsATG12, OsATG16b e OsATG18a. Além disso, os promotores destes genes foram analisados quanto a presença de elementos cis. Os genes OsATG foram induzidos no genótipo tolerante e reprimidos no genótipo sensível. Os promotores dos genes OsATGs são ricos em elementos de regulação cis do tipo W-box, alvos de fatores de transcrição WRKYs. Estes resultados sugerem que os genes OsATGs estão envolvidos na resposta ao FeT e a regulação desses genes pode ocorrer via WRKY. Este estudo traz os primeiros indícios do envolvimento da autofagia na resposta ao FeT em arroz.
Abstract: Rice (Oryza sativa L.) is one of the most cultivated and consumed cereals in the world. The predominant cultivation system is by flooding, which makes iron more available for uptake, causing stress on plants and interfering with the productive potential of genotypes. Iron is an essential micronutrient for plants, however when in excess it causes toxicity. Direct toxicity occurs due to excessive absorption and subsequent accumulation of iron in plant tissues. Indirect toxicity results from the limited absorption by plants of various nutrients. Rice has two strategies for absorbing iron, strategy I is based on the reduction of ferric iron to ferrous iron and strategy II is on chelation of iron. Many studies have been developed to identify and characterize the genes that encode proteins involved in iron uptake, transport and accumulation of Fe in the plant. These studies seek to outline strategies to solve the different problems related to Fe in the plant, such as deficiency in dryland cultivation, toxicity and low accumulation of this element in the grain. In this study the focus was given to the high availability of Fe in the soil and seeks to identify and characterize new mechanisms of tolerance to Fe toxicity in rice. Autophagy is the main route of degradation and recycling of cytoplasmic material. This process is mainly involved with stress adaptation and immune response, as well as promoting programmed cell death in different situations. Recent studies have revealed the importance of autophagy in tolerance to different abiotic stresses. However, there is still no information in the literature relating autophagy to Fe toxicity. In this context, this study aimed to characterize the regulation and transcriptional activation profile of OsATG (associated with autophagy) genes in rice seedlings subjected to iron toxicity (FeT). The cultivars EPAGRI 108 (tolerant) and BR IRGA 409 (sensitive) were subjected to treatment for excess iron for five days, after shoot and root were collected. RNA was extracted, converted to cDNA and after the relative expressions of the genes OsATG3a, OsATG4a, OsATG5, OsATG7, OsATG8a, OsATG10b, OsATG12, OsATG16b and OsATG18a were evaluated, the promoters of these genes were also analyzed. OsATG genes were induced in the tolerant genotype and repressed in the sensitive genotype. In addition, OsATGs gene promoters are rich in W-box cis regulatory elements targeted by WRKYs transcription factors. These results indicate that OsATGs genes are involved in FeT response and these genes are transcriptionally regulated by WRKY transcription factors. This study provides early insights into the involvement of autophagy in FeT tolerance.
Keywords: Oryza sativa L
Estresse abiótico
Genes ATG
Expressão gênica
Elementos cis
Abiotic stress
ATG genes
Gene expression
Cis elements
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOTECNIA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
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: MALTZAHN, L. E. Perfil transcricional e regulação de genes relacionados a autofagia em plântulas de arroz cultivadas sob excesso de ferro. Orientadora: Camila Pegoraro. 2019. 61 f. Dissertação (Mestrado em ciências – área de concentração: Fitomelhoramento) - Programa de Pós-Graduação em Agronomia, Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, RS, 2019
metadata.dc.rights: OpenAccess
URI: http://guaiaca.ufpel.edu.br:8080/handle/prefix/4972
Issue Date: 14-Nov-2019
Appears in Collections:PPGA: Dissertações e Teses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Latoia_Eduarda_Maltzahn.pdf1,9 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons