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Identificação de fatores reguladores da expressão de genes ASR(ABA, Stress and Ripening) de arroz (Oryza sativa)

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Identificação de fatores reguladores da expressão de genes ASR(ABA, Stress and Ripening) de arroz (Oryza sativa)

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Título Identificação de fatores reguladores da expressão de genes ASR(ABA, Stress and Ripening) de arroz (Oryza sativa)
Autor Schünemann, Mariana
Orientador Margis-Pinheiro, Márcia
Co-orientador Arenhart, Rafael Augusto
Data 2015
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Biociências. Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular.
Assunto Alumínio
Arroz
Oryza sativa
[en] Aluminum
[en] ASR
[en] Rice
[en] Transactivation
[en] Yeast one-hybrid
Resumo Os estresses abióticos impostos à planta no campo, tais como o estresse salino, toxidez por alumínio, frio, seca, entre outros, afetam seu crescimento, desenvolvimento e produtividade. Dentre as gramíneas cultivadas, o arroz (Oryza sativa) é uma das culturas de maior importância no Brasil, cuja oscilação na produção acarreta prejuízos consideráveis à economia brasileira. Dessa forma, o estudo das interações entre os estresses abióticos e as respostas dos vegetais frente a esses estímulos ambientais é fundamental para um conhecimento detalhado desses mecanismos. O arroz é um dos cereais mais tolerantes ao alumínio (Al), sendo um ótimo modelo para o estudo de mecanismos de tolerância. Neste trabalho, foi estudado o papel das proteínas ASR na tolerância ao Al. A expressão dos genes ASR (ABA, Stress and Ripening) é induzida por ABA, estresses e amadurecimento do fruto. Essas proteínas foram caracterizadas como chaperonas e fatores de transcrição. Os genes da família OsASR também têm o nível de transcritos aumentado em resposta ao Al, sendo OsASR1 e OsASR5 os genes com expressão mais abundante em arroz. No entanto, as regiões promotoras responsivas ao Al e os fatores de transcrição reguladores da expressão desses genes ainda não foram descritos. Assim, este trabalho tem como objetivo geral a identificação dos fatores que regulam a transcrição dos genes OsASR1 e OsASR5. Para tanto, construções contendo fragmentos dos promotores desses genes dirigindo a expressão do gene repórter GUS foram obtidas, visando ensaio de expressão transiente em protoplastos de arroz submetidos ao tratamento com Al. Os fragmentos das regiões promotoras de ambos os genes OsASR1 e OsASR5 foram todos responsivos ao Al. Também foi realizado ensaio de transativação em protoplastos de Arabidopsis thaliana para verificar a existência de auto-regulação nesses genes. Tanto ASR1 quanto ASR5 foram capazes de transativar seus próprios promotores. Além disso, foi realizada uma triagem de biblioteca de cDNAs por mono-híbrido em levedura com fragmento da região promotora de OsASR5. Com essa abordagem, foram identificados sete genes candidatos a codificadores de fatores capazes de interação DNA-proteína.
Abstract The abiotic stress that plants in the field are subjected to, such as salt, aluminum, cold, drought, among others, affect their growth, development and productivity. Among cultivated grasses, rice (Oryza sativa) is one of the most important crops in Brazil, whose oscillation in production causes considerable costs to the Brazilian economy. Thus, the study of interactions between abiotic stresses and plant responses to these environmental stimuli is essential to a detailed knowledge of these mechanisms. Rice is one of the most Al-tolerant crops, being a great model for studying Al-tolerance mechanisms. In this work, the role of ASR proteins in Al tolerance was studied. The expression of ASR (ABA, Stress and Ripening) genes is induced by ABA, stresses and fruit ripening. These proteins were characterized as chaperones and transcription factors. The OsASR genes also have increased transcript accumulation in response to Al, and OsASR1 and OsASR5 have the most abundant expression in rice. However, the Al-responsive promoter regions and the transcription factors that regulate these genes have not yet been described. Therefore, the goal of this work is to identify regulating factors of OsASR1 and OsASR5 gene transcription. For this, vectors containing promoter fragments of these genes driving the expression of the GUS gene were constructed and transient expression assays were performed in rice protoplasts subjected to Al treatment. All of the promoter fragments were Al-responsive for both OsASR1 and OsASR5 genes. Transactivation assays in Arabidopsis thaliana protoplasts were also conducted in order to verify the existence of auto-regulation in these genes. Both ASR1 and ASR5 were able to transactivate its own promoters. Furthermore, a library screening was performed by yeast one-hybrid using a promoter fragment from OsASR5. With this approach, seven candidate genes encoding transcription factors capable of DNA-protein interactions were identified.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/117918
Arquivos Descrição Formato
000968482.pdf (10.92Mb) Texto parcial Adobe PDF Visualizar/abrir

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