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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/20774
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Title: Estudo da associação dos genes GGR, GGPPS2 e GGPPS6 em Arabidopsis thaliana L. (Brassicaceae) a compostos alelopáticos
Authors: Silva, Débora Almeida Alcantara da
Orientador(es):: Pereira, Luiz Alfredo Rodrigues
Assunto:: Expressão gênica
Arabidopsis thaliana
Terpenos
Metabólitos secundários
Alelopatia
Issue Date: 23-Jun-2016
Citation: SILVA, Débora Almeida Alcantara da. Estudo da associação dos genes GGR, GGPPS2 e GGPPS6 em Arabidopsis thaliana L. (Brassicaceae) a compostos alelopáticos. 2016. 84 f., il. Dissertação (Mestrado em Botânica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2016.
Abstract: A planta modelo, Arabidopsis thaliana, produz uma diversidade de metabólitos secundários. Dentre os metabólitos secundários, os terpenos formam a maior e mais diversa classe. Os terpenos estão envolvidos em várias funções fisiológicas importantes nos vegetais, entre as quais têm sido associados a compostos alelopáticos O geranil geranil difosfato (GGPP) é o precursor para a biossíntese de terpenos. Estudos anteriores estabeleceram uma associação entre plantas transgênica que supostamente superexpressavam os genes GGR, GGPPS2 e GGPPS6, envolvidos na síntese de terpenos, com efeitos alelopáticos. Para contribuir na elucidação desta associação, o primeiro capítulo deste estudo teve como objetivo estudar o efeito do silenciamento dos genes GGR, GGPS2 e GGPPS6 em A. thaliana e resposta alelopática de Arabidopsis. Assim, vetores de RNAi para GGR, GGPS2 e GGPPS6 foram sintetizados e transferidos para Agrobacterium tumefaciens e em seguida as plantas de Arabidopsis foram transformadas para o silenciamento desses genes. As plântulas transformadas foram selecionadas em meio MS contendo glufosinato de amônio como composto seletivo. Foi possível selecionar três plantas da geração T1 e duas plantas da geração T2, transformadas com o vetor de silenciamento para o gene GGPPS2. Entretanto, as plantas transformadas não sobreviveram. Além disso, não foi possível selecionar plantas com vetores de silenciamento para os genes GGR e GGPPS6. No segundo capítulo, o objetivo foi avaliar a expressão relativa do gene GGR em plantas selvagens e transgênicas de Arabidopsis thaliana que que supostamente superexpressam esse gene. Adicionalmente, objetivou-se verificar a associação entre os níveis de expressão de GGR e respostas alelopáticas em A. thaliana. Assim, uma serie de PCR em Tempo Real, utilizando sondas TaqMan® para GGR tendo como genes de referência: ACT2 e RAD23C. Ao contrário do esperado, as plantas selvagens expressaram mais o gene GGR que todas as linhagens que supostamente superexpressavam esse gene. Esse dado pode indicar que um processo de cossupressão de GGR pode ter ocorrido nas plantas transgênicas. Estudos prévios sobre as respostas alelopáticas mostram que extratos foliares de plantas transgênicas de Arabidopsis com GGR têm efeito alelopático mais acentuados que os extratos de plantas selvagens. Assim, pelo menos para o gene GGR, quanto menor o seu nível de expressão maior a resposta alelopática da planta. Uma possível explicação para isso se baseia no fato de que a menor expressão de GGR disponibilizaria mais substrato para a enzima GGPP sintase e consequentemente, maior produção de terpenos. Outra possibilidade é que a redução da expressão de GGR poderia induzir outras vias metabólicas que aumentam a produção de compostos alelopáticos.
Abstract: The model plant, Arabidopsis thaliana, produces a variety of secondary metabolites. Among the secondary metabolites, terpenes are the largest and most diverse class. Terpenes are involved in several important physiological functions in plants, among which they have been associated with allelopathic compounds. Geranyl geranyl diphosphate (GGPP) is the precursor for the biosynthesis of terpenes. Previous studies established a positive association between transgenic plants that supposedly overexpressed GGR, GGPPS2 and GGPPS6 genes, which are involved in terpene synthesis, and allelopathic response. Therefore, the first part of this research focused on investigating the effect GGR, GGPS2 and GGPPS6 silencing on A. thaliana allelopathic response. Furthermore, GGR, GGPS2 and GGPPS6 RNAi vectors were transferred to Agrobacterium tumefaciens and then used to transform Arabidopsis plants with the purpose of silencing these genes. Transformed Arabidopsis seedlings were selected on MS medium containing glufosinate-ammonium as selective compound. It was possible to select three T1 generation plants and two T2 generation plants containing the silencing vector for GGPPS2 silencing. However, the transformed plants did not survive. Moreover, it was not possible to select plants containing GGR and GGPPS6 silencing vectors. In the second chapter, the objective was to evaluate the expression of GGR gene in wild type and transgenic A. thaliana transgenic plants that supposedly overexpressed this gene. In addition, the association between GGR expression levels and allelopathic responses in A. thaliana was investigated. Thus, a series of RT-PCR using TaqMan probes for GGR and the following reference genes: RAD23C and ACT2 were performed. Contrary to expectations, wild plants expressed the GGR gene at higher level than all lineages of GGR transformed plants. This data indicates that a cosuppression of GGR may have taken place in the transgenic plants. Previous studies on allelopathic responses of Arabidopsis showed that leaf extracts of GGR transformed Arabidopsis plants have stronger allelopathic effect than those from wild type plants. Thus, at least with respect to GGR gene, the lower the level of GGR expression the higher the allelopathic response of Arabidopsis plant. One possible explanation for this phenomenon is based on the fact that a low expression of GGR would provide more substrate for GGPP synthase, which consequently would increase terpene production. Another possibility links the reduction of GGR expression with the induction of other metabolic pathways associated with an increase of allelopathic compound production.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2016.
Licença:: 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.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
DOI: http://dx.doi.org/10.26512/2016.04.D.20774
Appears in Collections:BOT - Mestrado em Botânica (Dissertações)

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