Differential gene expression in roots of sugarcane hybrids provides insights into drought stress tolerance (2024)
- Authors:
- Autor USP: GARCIA, ANA LETYCIA BASSO - ESALQ
- Unidade: ESALQ
- Sigla do Departamento: LGN
- DOI: 10.11606/T.11.2024.tde-04042024-155905
- Subjects: CANA-DE-AÇÚCAR; DEFICIT HÍDRICO; EXPRESSÃO GÊNICA; HIBRIDAÇÃO VEGETAL; RAIZ; RNA; SEQUENCIAMENTO GENÉTICO
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A cana-de-açúcar é uma das principais culturas que contribuem para a economia brasileira. Os programas de melhoramento genético de cana-de-açúcar têm sido desafiados a desenvolver cultivares cada vez mais produtivas e que possam tolerar condições ambientais adversas, como o estresse hídrico. A análise da expressão gênica é uma forma eficaz de identificar genes envolvidos na resposta à seca e entender como esses genes regulam as respostas fisiológicas da planta. O objetivo deste trabalho foi identificar genes em raízes de cana-de-açúcar que regulam a resposta ao estresse por déficit hídrico no solo e identificar padrões de expressão gênica associados à tolerância à seca. Para isso, avaliamos a expressão gênica em seis híbridos comerciais de cana-de-açúcar (RB867515, RB855113, RB855536, RB92579, SP79-1011 e SP80-3280). Foram coletadas raízes de um experimento em esquema fatorial 2 x 2 instalado em casa de vegetação, em que os fatores corresponderam aos efeitos de disponibilidade de água no solo (tratamento controle e tratamento com privação de água por cinco dias) e ao efeito de genótipos, agrupados em suscetíveis ou tolerantes à seca. Nós coletamos raízes e realizamos RNA-seq para três réplicas biológicas de cada tratamento. Essas sequências foram utilizadas para montar um transcriptoma de novo, que foi anotado funcionalmente e utilizado como referência para estimar os níveis de expressão gênica a partir de uma estratégia de quase-mapping. Em seguida, fizemos uma análise deexpressão gênica diferencial para identificar os principais genes responsivos aos efeitos principais de estresse por seca e de grupo de cultivar. Foram encontrados 1.913 genes com expressão aumentada e 1.550 genes suprimidos para efeito principal de estresse por seca. A grande maioria desses genes são relacionados a respostas para estresses abióticos, e incluem precursores de quinases, fatores de transcrição e proteínas que conferem homeostase celular. Complementarmente, identificamos 12.939 genes diferencialmente expressos (DEGs) para o efeito principal de cultivares, sugerindo divergência significativa de expressão gênica entre cultivares tolerantes e suscetíveis. Esses genes estão, em sua maioria, relacionados ao estresse biótico e à resposta geral à estresses. Por fim, identificamos 412 DEGs que possuem interação entre os efeitos de tratamento e de grupo de cultivar, dos quais mais de 86% foram induzidos em genótipos tolerantes sob estresse por seca. Muitos desses genes enriqueceram ontologias gênicas relacionadas a processos biológicos definidos como: via de sinalização ativada por etileno, regulação negativa de citocinina e sinalização celular. Concluímos que a tolerância à seca está possivelmente associada a características gênicas inatas presentes nos genótipos tolerantes. Alguns desses genes estão envolvidos em vias de sinalização hormonal e são induzidos em raízes de cultivares tolerantes sob estresse por seca. Sugerimos, portanto, um estudo aprofundado para osgenes de tolerância à seca que identificamos neste trabalho, para buscar compreender os mecanismos envolvidos na regulação desses genes. Esses resultados são valiosos na compreensão de mecanismos genéticos de tolerância a seca, que contribuirá com a melhor eficiência no desenvolvimento de novas cultivares cana-de-açúcar tolerantes ao estresse por seca
- Imprenta:
- Publisher place: Piracicaba
- Date published: 2024
- Data da defesa: 24.01.2024
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
GARCIA, Ana Letycia Basso. Differential gene expression in roots of sugarcane hybrids provides insights into drought stress tolerance. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-04042024-155905/. Acesso em: 15 maio 2024. -
APA
Garcia, A. L. B. (2024). Differential gene expression in roots of sugarcane hybrids provides insights into drought stress tolerance (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-04042024-155905/ -
NLM
Garcia ALB. Differential gene expression in roots of sugarcane hybrids provides insights into drought stress tolerance [Internet]. 2024 ;[citado 2024 maio 15 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-04042024-155905/ -
Vancouver
Garcia ALB. Differential gene expression in roots of sugarcane hybrids provides insights into drought stress tolerance [Internet]. 2024 ;[citado 2024 maio 15 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-04042024-155905/ - The Wild Sugarcane and Sorghum Kinomes: Insights Into Expansion, Diversification, and Expression Patterns
- Differential gene expression analysis in roots of commercial sugarcane genotypes under drought stress
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.11.2024.tde-04042024-155905 (Fonte: oaDOI API)
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