Phenotypic, bioinformatics and molecular analyses related to the development and reproductive transition of Humulus lupulus l. (Hop) in subtropical regions of Brazil

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Gutiérrez, Robert Yonel Márquez
• Orientador(a): Chalfun Júnior, Antonio
• Banca de defesa: Rufato, Leo, Benedito, Vagner Augusto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras; Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Agronomia/Fisiologia Vegetal
• Departamento: Departamento de Biologia (DBI)
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Humulus lupulus; MADS-box genes; Phenology; Fenologia; Genes MADS-box
• Área do conhecimento CNPq: Ciências Agrárias
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/49858

As plantas evoluíram para perceber sinais endógenos e ambientais para ajustar seu ciclo fenológico, aumentando a chance de sucesso reprodutivo. Esses processos variam consideravelmente entre plantas de diferentes regiões sujeitas a condições climáticas variáveis. Com o objetivo de estabelecer a cultura do lúpulo nas regiões subtropicais do Brasil, é indispensável entender o desenvolvimento e a plasticidade das plantas em resposta às mudanças ambientais e determinar os fatores que ditam a transição floral. Para atingir este objetivo, primeiro realizamos uma revisão (primeiro capítulo) e depois dois trabalhos experimentais. Na primeira, estudamos a fenologia de três cultivares de lúpulo submetido às condições brasileiras e com foco na transição floral. Analisamos o padrão de crescimento e algumas pistas ambientais e relacionamos esses dados com o padrão de expressão dos microRNAs 156/172 durante o desenvolvimento. As avaliações fenotípicas (número de nós, heteroblastia, flores) foram acompanhadas da diminuição dos níveis de expressão de miR156 e aumento dos níveis de miR172. Isso sugere que a floração em plantas de lúpulo submetidas às condições subtropicais brasileiras, é dependente da idade e pode ocorrer em qualquer época do ano. No segundo trabalho, uma vez que MADS-box é uma importante família de fatores de transcrição envolvidos em muitos aspectos do desenvolvimento da planta, realizamos uma identificação geral dessa família no genoma do lúpulo. Encontramos 65 genes MADS-box, sendo eles classificados em 11 subfamílias dentro do grupo tipo II (MIKCc) e em três subfamílias do tipo I. No grupo MIKCC, não encontramos membros das subfamílias FLC e AGL17 envolvidos na repressão e ativação do florescimento, respectivamente. FLC está relacionada à vernalização, portanto, esses resultados juntamente com o fato de o lúpulo florescer em nossos experimentos sugerem que períodos frios não são necessários para a floração do lúpulo, enquanto outros ativadores florais além do AGL17 são capazes de promover a transição de fase. A presença e o perfil de expressão dos genes da classe A classe B, classe C/D e classe E nos permitiu propor como estes influenciam a arquitetura floral do lúpulo. Além disso, foi identificado um gene MADS-box expresso exclusivamente nas glândulas de lupulina, o qual poderia estar envolvido no metabolismo secundário nas glândulas de lupulina. Assim, nosso trabalho contribui para a compreensão do desenvolvimento do lúpulo e aspectos moleculares relacionados à transição floral abrem perspectivas para programas de melhoramento e cultivo em regiões diferentes das zonas temperadas.