Estudo do transcriptoma em flores de Eucalyptus grandis

• Main Author: Breton, Michèle Claire
• Other Authors: Frazzon, Jeverson
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2015
• Subjects: Eucalyptus grandis; Transcriptoma
• Online Access: http://hdl.handle.net/10183/119610

A indústria de base florestal é estratégica para o Brasil devido ao seu perfil fortemente exportador. O setor responde pela segunda posição na balança comercial do agronegócio brasileiro, ficando atrás somente da soja em grão. Atualmente, a área ocupada com florestas de eucaliptos no Brasil atinge 1,9 milhões de ha. Diante da importância sócio-econômica que a silvicultura desempenha no mercado brasileiro e do aumento progressivo das áreas plantadas com florestas de Eucalyptus, o grande desafio para o melhoramento do eucalipto está na integração da biotecnologia mais avançada ao seu cultivo, o que compreende a identificação de genes controladores das características de importância econômica e ambiental e a transferência destes genes entre árvores por meio de cruzamentos controlados ou modificação direcionada. Portanto, os objetivos deste estudo foram apresentados em 3 capítulos distintos: I - a identificação de genes expressos em flores de E. grandis em processo de antese; II - o estudo mais refinado de mineração e identificação de genes potencialmente codificadores de fatores de transcrição presentes no genoma de E. grandis; e III - seleção de 50 genes cujas expressões mostraram-se constitutivas entre folhas e xilemas de E. grandis e xilema de E. globulus, pela técnica de hibridização de microarranjos de DNA. No capítulo I é apresentada uma breve fundamentação teórica sobre as flores de E. grandis e a importância do estudo da expressão gênica e da identificação de genes envolvidos em determinados processos metabólicos e fisiológicos das plantas. Nos resultados, apresentados juntamente com a discussão, estão apresentados o conjunto de transcritos identificados e a anotação dos mesmos conforme as bibliotecas geradas. As sequências de genes expressos estão fundamentalmente envolvidas na manutenção do órgão, na senescência e em respostas a estímulos ambientais. Também são mostrados resultados obtidos por RT-qPCR para genes selecionados a partir das anotações cujo perfil de transcrição foi avaliado para as partes da flor, folha e xilema. Ao final do capítulo, é feita uma breve descrição da metodologia e das conclusões referente a este estudo. A partir dos dados anotados dos genes expressos nas bibliotecas de flores e botões florais descritos no primeiro capítulo, foram encontradas algumas famílias de fatores de transcrição, dentre elas, a família Dof, encontrada nas bibliotecas de carpelos/receptáculos florais. Assim, um segundo capítulo foi redigido na forma de manuscrito de artigo científico a ser submetido ao periódico BMC Plant Biology, em língua inglesa. Após a fundamentação teórica sobre os fatores Dof em plantas, foram apresentados os resultados obtidos de um estudo mais refinado de mineração e identificação de genes potencialmente codificadores destes fatores de transcrição presentes no genoma de E. grandis. Posteriormente, uma quantificação dos níveis de mRNA para alguns dos genes Dof de E. grandis a partir da técnica de RT-qPCR foi realizada. A análise foi realizada para órgãos diferentes da planta e em plântulas submetidas a estresses abióticos e sinalização por reguladores de crescimento vegetais. Os resultados e a discussão deste capítulo também são mostrados em uma única sessão, assim como a descrição da metodologia e as conclusões sobre esta etapa. O terceiro e último capítulo, também apresentado na forma de manuscrito de artigo científico a ser submetido ao periódico BMC Plant Biology, em língua inglesa, é composto de um estudo paralelo aos temas citados acima, realizado a partir da seleção de 50 genes cujas expressões mostraram-se constitutivas entre folhas e xilemas de E. grandis e xilema de E. globulus, pela técnica de hibridização de microarranjos de DNA. Dos 50 genes selecionados e anotados, oito foram selecionados para a validação por RT-qPCR em seis espécies de Eucalyptus e em três órgãos diferentes (flor, folha e xilema). As expressões destes genes candidatos foram comparadas àquelas de sete genes normalizadores tradicionais, usados frequentemente em estudos de avaliação da expressão gênica em plantas. Como nos demais capítulos, as conclusões referentes a este estudo, bem como a metodologia empregada, são apresentadas ao final do capítulo. Na parte final desta tese, constam as conclusões gerais sobre a totalidade do trabalho conduzido. === The forest industry is strategic to Brazil due to its strong export profile. The sector accounts for the second position in the trade brazilian agribusiness balance. Currently, the area planted with Eucalyptus forests in Brazil reached 1.9 million/ha. Given the socioeconomic importance that forestry plays in the brazilian market and the gradual increase in areas planted with Eucalyptus forest, the great challenge for the Eucalyptus breeding is the integration of advanced biotechnology to cultivation, which includes the identification of economic importance genes controlling environmental effects and transfer of genes between trees through intersections controlled or directed modification. The objectives of this study were presented in three distinct chapters: I - the identification of expressed genes in E. grandis flowers in the anthesis process; II – more refined study, mining and identification of genes potentially encoding transcription factors present in the E. grandis genome and III - selection of 50 genes whose expressions were shown to be constitutive in E. grandis xylem and leaves and E. globulus xylem, by DNA microarray hybridization tecnique. In Chapter I, we present a brief theoretical background on the E. grandis flowers and the importance of studying gene expression and identifying genes involved in metabolic and physiological processes of plants. The results, presented transcripts sets identified and annotation the libraries generated. The sequences of expressed genes are mainly involved in organ maintaining, senescence and in responses to environmental stimuli. Also shown are results obtained by RT-qPCR for selected genes from the notes whose transcription profile was assessed for part of the flower, leaf and xylem. At the end of the chapter is a brief description of the methodology and conclusions about this study. From the data recorded in the libraries of genes expressed in flowers and flower buds described in the first chapter, we found some families of transcription factors, among them, the Dof family, found in the libraries of carpel/floral receptacles. Thus, a second chapter was drafted as a manuscript of a scientific paper to be submitted to the journal BMC Plant Biology. After the theoretical DOF on the factors in plants, we presented the results of a more refined mining and identification of genes potentially encoding these transcription factors present in the E. grandis genome. Subsequently, a quantification of mRNA levels for some of E. grandis Dof genes from the RT-qPCR was performed. The analysis was performed for different plant organs and in seedlings subjected to abiotic stress signaling and plant growth regulators. The results and discussion of this chapter are also shown in a single session, as well as a description of the methodology and conclusions about this step. The third and final chapter, also presented as a manuscript of a scientific paper to be submitted to the journal BMC Plant Biology, is composed of a parallel study to the subjects mentioned above, performed by the selection of 50 genes whose expression showed is constitutive of E. grandis leaves and xylem and E.globulus xylem, by the DNA microarray hybridization tecnique. Of the 50 selected genes and annoted, eight were selected for validation by RT-qPCR in six Eucalyptus species and three different organs (flower, leaf and xylem). The expression of these candidate genes were compared to those of traditional standard-seven genes, often used in evaluation studies of gene expression in plants. As in other chapters, the findings of this study and the methodology employed, are included at the end of the chapter. In the final part of this thesis, contains the general conclusions about the totality of the work conducted.