Transcriptômica de fenilpropanoides e derivados em feijão-caupi submetido ao Cowpea aphid-borne mosaic vírus (CABMV)
Ano de defesa: | 2021 |
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Universidade Federal de Pernambuco
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Resumo: | O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é uma importante fonte de proteínas em regiões tropicais e subtropicais. Entretanto, sua produtividade é restringida pelos fatores adversos, incluindo as infecções virais. Em tais situações, os metabólitos secundários conferem uma plasticidade metabólica para as plantas, fornecendo barreiras físicas e químicas. Assim, este estudo identificou e analizou a expressão de transcritos associados a via dos fenilpropanoides, seus derivados (flavonoides e isoflavonoides) e precursores (via do ácido chiquímico, fenilalanina e tirosina) no transcriptoma do tecido foliar de feijão-caupi resistente ao Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV) após 1 hora (h) e 16 h da injúria seguida da inoculação de CABMV. Um total de 967 transcritos foram identificados por meio de BLASTn (e- value ≤ 1e-20). Tais transcritos codificaram todas as enzimas das vias precursoras e da biossíntese de fenilpropanoides, e a maioria das enzimas dos flavonoides (92,31%) e isoflavonoides (83,33%). Desse total, 65 transcritos diferencialmente expressos (DE), a maioria induzidos na primeira hora de exposição ao estímulo, codificando enzimas da via precursora (três enzimas), e da biossíntese de fenilpropanoides (sete enzimas), flavonoides (três enzimas) e isoflavonoides (cinco enzimas). Tais enzimas induzidas participam da síntese de aminoácidos (fenilalanina e tirosina), monômeros da lignina, cumarinas e fitoalexinas, compostos de relevância fisiológica para a defesa das plantas a patógenos. Esses dados sugerem principalmente a ativação da via dos fenilpropanoides e isoflavonoides na defesa de feijão-caupi aos estímulos aplicados. Adicionalmente, a prospecção de Multidrug and toxic compound extrusion (MATE), uma família de transportadores multifuncional, incluindo o transporte de metabólitos secundários, identificou 68 VuMATEs (MATEs de V. unguiculata). A árvore filogenética associada à ortologia indicou alguns VuMATEs como bons candidatos a desempenhar funções similares a de MATEs funcionalmente caracterizados. O transcriptoma RNA-Seq de VuMATEs compreendeu 244 transcritos associados a 54 loci. Desse total, 10 transcritos DE (9 UR e 1 DR) associados a seis loci VuMATEs em 1 h após a injúria seguida da inoculação de CABMV, evidenciando sua participação no processo de percepção do estresse. Este estudo contribui para a compreensão dos mecanismos moleculares associados a injúria e a patógenos em feijão-caupi. |
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Em tais situações, os metabólitos secundários conferem uma plasticidade metabólica para as plantas, fornecendo barreiras físicas e químicas. Assim, este estudo identificou e analizou a expressão de transcritos associados a via dos fenilpropanoides, seus derivados (flavonoides e isoflavonoides) e precursores (via do ácido chiquímico, fenilalanina e tirosina) no transcriptoma do tecido foliar de feijão-caupi resistente ao Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV) após 1 hora (h) e 16 h da injúria seguida da inoculação de CABMV. Um total de 967 transcritos foram identificados por meio de BLASTn (e- value ≤ 1e-20). Tais transcritos codificaram todas as enzimas das vias precursoras e da biossíntese de fenilpropanoides, e a maioria das enzimas dos flavonoides (92,31%) e isoflavonoides (83,33%). Desse total, 65 transcritos diferencialmente expressos (DE), a maioria induzidos na primeira hora de exposição ao estímulo, codificando enzimas da via precursora (três enzimas), e da biossíntese de fenilpropanoides (sete enzimas), flavonoides (três enzimas) e isoflavonoides (cinco enzimas). Tais enzimas induzidas participam da síntese de aminoácidos (fenilalanina e tirosina), monômeros da lignina, cumarinas e fitoalexinas, compostos de relevância fisiológica para a defesa das plantas a patógenos. Esses dados sugerem principalmente a ativação da via dos fenilpropanoides e isoflavonoides na defesa de feijão-caupi aos estímulos aplicados. Adicionalmente, a prospecção de Multidrug and toxic compound extrusion (MATE), uma família de transportadores multifuncional, incluindo o transporte de metabólitos secundários, identificou 68 VuMATEs (MATEs de V. unguiculata). A árvore filogenética associada à ortologia indicou alguns VuMATEs como bons candidatos a desempenhar funções similares a de MATEs funcionalmente caracterizados. O transcriptoma RNA-Seq de VuMATEs compreendeu 244 transcritos associados a 54 loci. Desse total, 10 transcritos DE (9 UR e 1 DR) associados a seis loci VuMATEs em 1 h após a injúria seguida da inoculação de CABMV, evidenciando sua participação no processo de percepção do estresse. Este estudo contribui para a compreensão dos mecanismos moleculares associados a injúria e a patógenos em feijão-caupi.FACEPECNPqCowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) is a relevant source of protein in tropical and subtropical regions. However, their productivity is constrained by adverse factors, including viral infections. In such situations, secondary metabolites confer a metabolic plasticity to plants and provide physical and chemical resistances. Thus, this study identified and analyzed the expression of transcripts of the phenylpropanoid pathway, its derivatives (flavonoids and isoflavonoids) and precursors (shikimic acid, phenylalanine and tyrosine pathway) in the transcriptome of Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV)-resistant cowpea leaves after 1 hour (h) and 16 h of the injury followed by CABMV inoculation. A total of 967 transcripts were identified by BLASTn analysis (e-value ≤ 1e-20). These transcripts encoded all enzymes from the precursor pathways and phenylpropanoid biosynthesis. In addition, it was identified the majority of enzymes from the flavonoid (92.31%) and isoflavonoid (83.33%) pathways. Among all, 65 differentially expressed transcripts (DETs), most induced (UR; 54) in the first hour of exposure to the stimulus, encoding enzymes from the precursor pathway (three enzymes), and from the biosynthesis of phenylpropanoids (seven enzymes), flavonoids (three enzymes) and isoflavonoids (five enzymes). Such induced enzymes participate in the synthesis of amino acids (phenylalanine and tyrosine), lignin monomers, coumarins and phytoalexins, compounds of physiological relevance for the defense of plants against pathogens. These data mainly suggest the activation of the phenylpropanoids and isoflavonoids pathway in the defense of cowpea to applied stimuli. Additionally, the search for Multidrug and toxic compound extrusion (MATE), a family of multifunctional transporters, including secondary metabolite transport, identified 68 VuMATEs (V. unguiculata MATEs). The phenetic tree associated with orthology indicated some VuMATEs as good candidates to perform similar functions to MATEs. The RNA-Seq transcriptome of VuMATEs comprised 244 transcripts associated with 54 loci. Among the total, 10 DETs (9 UR and 1 DR) were associated with six VuMATEs loci in 1 h after the injury followed by CABMV inoculation, showing their participation in the process of stress perception. Therefore, this study contributes to the understanding of the molecular mechanisms associated with injury and pathogens in cowpea.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencias BiologicasUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessLeguminosaÁcido ribonucleicoMetabólitosTranscriptômica de fenilpropanoides e derivados em feijão-caupi submetido ao Cowpea aphid-borne mosaic vírus (CABMV)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Gizele de Andrade Luz.pdfTESE Gizele de Andrade Luz.pdfapplication/pdf6378965https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/43316/1/TESE%20Gizele%20de%20Andrade%20Luz.pdff87943f967ad43396a62718ecd47918eMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/43316/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/43316/3/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD53TEXTTESE Gizele de Andrade Luz.pdf.txtTESE Gizele de Andrade Luz.pdf.txtExtracted texttext/plain340083https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/43316/4/TESE%20Gizele%20de%20Andrade%20Luz.pdf.txtb6b8bad62a0a53d29fc6e7f7ee12f6d1MD54THUMBNAILTESE Gizele de Andrade Luz.pdf.jpgTESE Gizele de Andrade Luz.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1273https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/43316/5/TESE%20Gizele%20de%20Andrade%20Luz.pdf.jpg5aae883a57d6227bb671b1a70e3be48dMD55123456789/433162022-03-11 02:11:09.477oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-03-11T05:11:09Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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