Predição e anotação de miRNAs e o papel dos fatores de transcrição na resposta de Elaeis guineensis Jacq. aos estresses abióticos de seca e salinidade

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Salgado, Fernanda Ferreira
• Orientador(a): Souza Júnior, Manoel Teixeira
• Banca de defesa: Grynberg, Priscila, Lopes, Maurício Antônio, Ferreira Filho, Jaire Alves, Paiva, Luciano Vilela
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Biotecnologia Vegetal
• Departamento: Departamento de Biologia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Estresse abiótico; Fator de transcrição; RNA não-codante; Palma de óleo; Estresse hídrico; Estresse salino; Abiotic stress; Transcription factor; Non-coding RNA; Oil palm; Drought stress; Salt stress
• Área do conhecimento CNPq: Ciências Agrárias
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/58266

O dendezeiro (Elaeis guineensis Jacq.) é uma oleaginosa de grande importância econômica, podendo render até 10 vezes mais óleo do que outras oleaginosas, como soja e canola. Em 2021/2022, o mundo consumiu aproximadamente 82 milhões de toneladas de óleo de palma e óleo de palmiste e, à medida que a demanda aumenta, é necessário expandir o rendimento. No Brasil, existe uma extensa área propícia ao plantio de dendê; no entanto, essas áreas passam por longos períodos de estiagem, exigindo irrigação artificial para ser sustentável. Cerca de 30% das terras agrícolas irrigadas do mundo são danificadas pela salinidade, afetando negativamente a produtividade das culturas. Assim, para expandir o cultivo de dendê para essas áreas no Brasil, é preciso entender melhor a resposta dessa oleaginosa aos estresses de seca e salinidade. Os microRNAs (miRNAs) estão diretamente relacionados com a regulação pós-transcricional da expressão gênica e são moléculas essenciais na resposta da planta ao estresse abiótico. Nosso grupo realizou um estudo para entender como essa oleaginosa responde a dois estresses abióticos, predizendo e caracterizando miRNAs em dendezeiros jovens expostos à seca e à salinidade e, em seguida, realizando a caracterização de um grupo seleto de fatores de transcrição responsivos a ambos os estresses. Coletamos amostras foliares de dendezeiros jovens - submetidos ou não a estresse salino (12 dias) e privação hídrica (14 dias) - e realizamos RNA-seq e smallRNA-seq. Os dados smallRNA-seq passaram por uma curadoria rigorosa usando mireap versão 0.2, Shortstack versão 3.4 e psRNA-Target e subsequente análise de expressão diferencial e anotação funcional usando software apropriado, enquanto os dados RNA-seq passaram por extensa análise de anotação estrutural e funcional e análise de expressão diferencial usando qPCR. Os dados de sequenciamento gerados permitiram a identificação de genes-alvo de miRNAs putativos no genoma do óleo de palma e entender melhor os papéis desses genes reguladores em resposta ao estresse. Setenta e nove e 81 miRNAs apareceram sob salinidade e estresse hídrico, respectivamente, com 52 miRNAs conhecidos e 29 novos. A anotação funcional dos genes-alvo putativos de miRNAs expressos diferencialmente sob sal e estresse hídrico revelou vários fatores de transcrição. Um grupo de 20 fatores de transcrição - expressos diferencialmente nas folhas de plantas jovens de dendezeiros sob ambos os estresses - foi selecionado e posteriormente caracterizado, mostrando 23 domínios distintos e sete motivos conservados nas regiões codificantes, além de sete elementos de ação cis relacionados a a resposta ao estresse na região promotora. A superexpressão ou nocaute de tais genes resultou em tolerância a esses estresses abióticos em outras espécies de plantas. Os resultados aqui apresentados mostram um padrão de expressão semelhante para ambos os estresses abióticos, indicando que esses genes podem desempenhar papéis essenciais na adaptação das plantas ao estresse. Nossa pesquisa sugere que esses genes devem ser validados in planta como genes candidatos em um programa de melhoramento genético focado na resistência das culturas à seca e ao estresse salino.