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Tipo do documento: Dissertação
Trabalho sob sigilo. Motivo: Não esclarecido pelo autor. Data provável de liberação: Não indicado pelo autor.
Título: Caracterização e perfil de expressão de famílias gênicas envolvidas no metabolismo do ascorbato em pimenteira (Capsicum annuum L.)
Título(s) alternativo(s): Characterization and expression profile of gene families involved in ascorbate metabolism in pepper (Capsicum annuum L.)
Autor: AGUIAR, Évelyn Silva de 
Primeiro orientador: SANTOS, Clesivan Pereira dos
Primeiro membro da banca: SANTOS, Clesivan Pereira dos
Segundo membro da banca: BRITO, Samuel Vieira
Terceiro membro da banca: GERMANO, Thais Andrade
Resumo: O ascorbato (ASC, vitamina C) é um antioxidante e cofator enzimático crucial para animais e plantas. No entanto, não é sintetizado por humanos, sendo sua aquisição primariamente proveniente de vegetais. A ação antioxidante do ASC em plantas reduz o excesso de espécies reativas de oxigênio (EROs) geradas em condições fisiológicas normais, e sobretudo diante de estresses ambientais, de forma não enzimática e enzimática através do ciclo ascorbato-glutationa (ASC-GSH). Capsicum annuum L. engloba várias cultivares de pimenteiras, cujos frutos são amplamente consumidos e reconhecidos pelo elevado conteúdo de ASC. No entanto, os mecanismos regulatórios envolvidos no metabolismo desse micronutriente ainda são pouco esclarecidos nessa espécie. Dessa forma, o presente estudo, organizado em três capítulos, objetivou avançar na compreensão do metabolismo do ASC em C. annuum. O primeiro capítulo apresenta uma revisão de literatura sobre a produção e os efeitos das EROs nas células, os mecanismos antioxidantes de defesa das plantas, bem como sobre o papel e o metabolismo do ASC. Os dois capítulos seguintes apresentam uma investigação da expressão dos genes que codificam para a sua biossíntese (capítulo 2) e para o ciclo ASC- GSH (capítulo 3). Foram conduzidas análises in silico, com a coleta de dados genômicos e de nove bioprojetos de RNA-Seq representativos do desenvolvimento do fruto, exposição da planta a estresses bióticos e abióticos e a fitormônios. No total, foram identificados 21 genes codificando para as quatro vias de biossíntese de ASC em pimenteira. Os dados de expressão confirmaram o papel principal da via da L-galactose nas diferentes condições analisadas, enquanto genes de vias alternativas parecem ter algum papel coadjuvante sob situações específicas de estresse e exposição a fitormônios. Os membros GGP2, GME1 e 2, e GalLDH destacaram-se como promissores alvos regulatórios. Em relação ao ciclo ASC-GSH, foram identificados 14 genes codificando para isoenzimas atuantes em diferentes compartimentos subcelulares. O perfil de expressão evidenciou os genes APX3 e 5, da via de oxidação, como os mais expressos nas diferentes condições analisadas, acompanhados por APX2 e 6 no fruto vermelho maduro e APX4 em tratamentos de estresse abiótico e fitormônios. Quanto à via de reciclagem, os membros MDHAR3, DHAR2 e GR2 foram mais responsivos nas diferentes condições de estresse analisadas. Em suma, esses resultados fornecem um melhor entendimento sobre a regulação transcricional do metabolismo do ASC em C. annuum, e traçam um caminho para futuras investigações que visem a biofortificação de culturas com baixo conteúdo de ASC, promovendo assim o aumento do valor nutricional e da tolerância a estresses ambientais.
Abstract: Ascorbate (ASC, vitamin C) is an antioxidant and enzyme cofactor essential for animals and plants. However, it is not synthesized by humans and its acquisition is primarily obtained from vegetables. The antioxidant action of ASC in plants reduces the excess of reactive oxygen species (ROS) generated under normal physiological conditions and especially in face of environmental stresses, through non-enzymatical and enzymatical responses involving the ascorbate-glutathione (ASC-GSH) cycle. Capsicum annuum L. includes several hot and bell peppers cultivars, which are widely recognized and consumed fruits due its high ASC content. However, the regulatory mechanisms involved in the metabolism of this micronutrient are still poorly understood in this species. Thus, this study, divided into three chapters, aims to advance on understanding of ASC metabolism in C. annuum. The first chapter presents a literature review about the production and effects of ROS, the antioxidant plant defense mechanisms, as well as the role and metabolism of ASC. The next two chapters examine the expression of the genes encoding to its biosynthesis (chapter 2) and the ASC-GSH cycle (chapter 3). In silico analyses were performed by collecting genomic data and nine RNA-Seq bioprojects representatives of fruit development, plant exposure to biotic and abiotic stresses, and phytohormones. A total of 21 genes encoding enzymes of the four proposed ascorbate biosynthesis pathways in pepper were identified. The expression data confirmed the major role of the L-galactose pathway in the different conditions analyzed, while genes from alternative pathways seem to play a supporting role under specific situations of stress and exposure to phytohormones. The members GGP2, GME1 and 2, and GalLDH emerged as promising regulatory targets. In relation to the ASC-GSH cycle, 14 genes were identified to encode isoenzymes acting in different subcellular compartments. The expression profile showed that APX3 and 5, from the oxidation pathway, were the most highly expressed genes in the different conditions analyzed, followed by APX2 and 6 in ripe red fruits and APX4 under abiotic stress and phytohormone treatments. Regarding the recycling pathway, MDHAR3, DHAR2 and GR2 members were more responsive under the different stress conditions analyzed. In conclusion, these results provide a better understanding on the transcriptional regulation of ASC metabolism in C. annuum and trace a path for future investigations aiming at the biofortification of crops with low ASC content, thus promoting increased nutritional value and tolerance to environmental stresses.
Palavras-chave: ácido ascórbico;
Capsicum;
perfil transcricional;
regulação metabólica
ascorbic acid;
Capsicum;
transcriptional profile;
metabolic regulation
Área(s) do CNPq: Farmacognosia
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: COBI - COORDENAÇÃO DO CURSO DE BIOLOGIA/CCCH
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS
Citação: AGUIAR, Évelyn Silva de. Caracterização e perfil de expressão de famílias gênicas envolvidas no metabolismo do ascorbato em pimenteira (Capsicum annuum L.). 2024. 16 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Ciências Ambientais) - Universidade Federal do Maranhão, Chapadinha, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/5442
Data de defesa: 23-Mai-2024
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS

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