O uso de estratégias multi-ômicas para estudar as respostas das plantas de dendê (Elaeis guineensis Jacq.) a estresses abióticos (seca e salinidade) e ao amarelecimento fatal (AF)

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Bittencourt, Cleiton Barroso
• Orientador(a): Souza Júnior, Manoel Teixeira
• Banca de defesa: Sousa, Carlos Antônio Ferreira de, Boari, Alessandra de Jesus, Teixeira, Wenceslau Geraldes, Rodrigues Neto, Jorge Cândido, Ferreira Filho, Jaire Alves
• 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: Não especifica vinculação com nenhum departamento
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Estresse abiótico; Estresse biótico; Integração multi-ômica; Abiotic stress; Biotic stress; Multi-omics integration
• Área do conhecimento CNPq: Melhoramento Vegetal
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/58364

A palma de óleo africana ou dendezeiro (Elaeis guineensis) é uma oleaginosa de grande importância econômica e social. No Brasil, o cultivo da palma de óleo no Cerrado é viável, mas requer irrigação artificial devido à estiagem prolongada nessa região. Nesse contexto, os estresses abióticos, como a seca e a salinidade, representam desafios devido à escassez hídrica e à salinização dos solos irrigados. O Amarelecimento Fatal (AF), uma desordem sem causa conhecida, é uma limitação para a produção da palma de óleo africana no Brasil. Deste forma, o presente estudo teve como objetivo utilizar uma análise abrangente e em larga escala de single-omics analysis (SOA) e multi-omics integration (MOI) para estudar a resposta da palma de óleo a estresses abióticos (seca e salinidade) e ao Amarelecimento Fatal (AF). Para o estudo, foram coletadas amostras foliares de dendezeiro jovens sob estresse salino (12 dias) e privação hídrica (14 dias) para realizar análises de RNAseq, UHPLC-MS e LC-MS/MS, para transcriptômica, metabolômica e proteômica, respectivamente. Para o estudo do AF, foram coletados folhas e solo de plantas assintomáticas e sintomáticas no período seco e chuvoso em Santa Bárbara do Pará, Pará, Brasil. Para o material de folha, foram realizadas análises de RNA-seq e metabolômica. Para o solo foi realizada uma análise da estrutura e composição química. Para salinidade, o total de 129 metabólitos, 436 transcritos completos e 74 proteínas que representam enzimas foram diferencialmente expressas. Para seca, 269 metabólitos, 1955 transcritos completos e 131 proteínas foram diferencialmente expressas. Foram encontradas similaridades e dissimilaridades na resposta da palma de óleo ao estresse salino e à seca. A análise de MOI revelou uma lista de vias impactadas, mas destacamos o metabolismo de cisteína e metionina (map00270) como a via mais impactada em ambos os estresses e a análise de correlação revelou 91,55% de semelhanças nos perfis qualitativos. Para o AF, os perfis de metabólitos e físico-químicos do solo e folhas não justificaram as diferenças no fenótipo das plantas. Ao todo, a análise single-ômics (SOA) realizada no presente estudo permitiu a identificação de 320 enzimas (a partir da análise do transcriptoma) e 254 metabólitos nas folhas de plantas de dendezeiros submetidas à análise de integração multi-ômica (MOI). Essa análise de MOI produziu uma lista de 27 vias metabólicas afetadas pela mudança da estação seca para chuvosa, tendo pelo menos dez enzimas e metabólitos expressos diferencialmente. Um conjunto de 56 proteínas/genes, regulados negativa ou positivamente em plantas sintomáticas quando comparadas com as assintomáticas, independente da estação do ano, apresenta evidências de interrupções na resistência de não hospedeiro a patógenos não adaptados e na imunidade basal a patógenos adaptados, causada pelas condições anaeróbicas enfrentadas pelas plantas. Por fim, nossos resultados permitem indicar genes candidatos para a engenharia genética de espécies de culturas resistente a ambos os estresses. Para o AF, embora nossos dados não revelem de fato a natureza da doença, os componentes moleculares identificados podem abrir novas portas para produzir materiais resistentes à esta doença e criar um sistema de diagnóstico precoce.