Contribuição por estudos metabolômicos por HPLC-DAD-MS/MS para compreenção da influência do estresse de alagamento no metabolismo especializado de soja

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Pereira, Luana De Almeida lattes
Orientador(a): Bueno, Paula Carolina Pires lattes
Banca de defesa: Coutinho, Isabel Duarte, Giordani, Raquel Brandt, Souza, Laise Rosado De
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Alfenas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química
Departamento: Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.unifal-mg.edu.br/handle/123456789/2804
Resumo: Soybean (Glycine max, Leguminosae) is one of the most important crops cultivated and traded worldwide. However, environmental changes (that cannot be controlled) have a significant and negative impact on its quality and productivity. One of the most difficult conditions to manage is the water stress, which has become more common due to the increasing incidence of climatic phenomena such as El Niño and La Niña. Therefore, knowing the strategies used by soybeans to adapt to these threats is essential for developing cultivars with better performance, since changes in plant metabolism are part of the initial responses to stress. In soybeans, many genes related to the isoflavonoids biosynthetic pathway are up-regulated in response to pathogen attack. However, there is not much evidence available on the induction and accumulation of these metabolites under abiotic stresses, and even less under water stresses. Therefore, the aim of this research was to comprehensively how the biosynthetic pathway of isoflavones and phytoalexins in soybeans responds to waterlogging. In the present study, four soybean genotypes were grown under control and waterlogged conditions. Leaf and root extracts were subjected to metabolomics analysis using HPLC-DAD-ESI-QTOF-MS/MS. The results were significant in the roots, showing a statistically significant reduction in the precursor glycinol, and subsequent accumulation of gliceolidins. Gliceolins, which are the end products of phytoalexin biosynthesis, were reduced under waterlogging. The glycosylated isoflavone daidzin was significantly accumulated in the leaves, with subsequent accumulation of gliceolins in the roots. The results shed light on the important changes in the expression of isoflavone biosynthetic pathway metabolites and phytoalexins in soybeans in response to waterlogging.
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One of the most difficult conditions to manage is the water stress, which has become more common due to the increasing incidence of climatic phenomena such as El Niño and La Niña. Therefore, knowing the strategies used by soybeans to adapt to these threats is essential for developing cultivars with better performance, since changes in plant metabolism are part of the initial responses to stress. In soybeans, many genes related to the isoflavonoids biosynthetic pathway are up-regulated in response to pathogen attack. However, there is not much evidence available on the induction and accumulation of these metabolites under abiotic stresses, and even less under water stresses. Therefore, the aim of this research was to comprehensively how the biosynthetic pathway of isoflavones and phytoalexins in soybeans responds to waterlogging. In the present study, four soybean genotypes were grown under control and waterlogged conditions. Leaf and root extracts were subjected to metabolomics analysis using HPLC-DAD-ESI-QTOF-MS/MS. The results were significant in the roots, showing a statistically significant reduction in the precursor glycinol, and subsequent accumulation of gliceolidins. Gliceolins, which are the end products of phytoalexin biosynthesis, were reduced under waterlogging. The glycosylated isoflavone daidzin was significantly accumulated in the leaves, with subsequent accumulation of gliceolins in the roots. The results shed light on the important changes in the expression of isoflavone biosynthetic pathway metabolites and phytoalexins in soybeans in response to waterlogging.A soja (Glycine max, Leguminosae) é uma das mais importantes culturas alimentícias cultivadas e comercializadas no mundo todo. No entanto, efeitos ambientais (que não podemser controlados)têm um impacto negativo e significativo na sua qualidade e produtividade. Uma das condições mais difíceis de se administrar é o estresse hídrico, que tem se tornado cada mais comum devido à crescente incidência de fenômenos climáticos como o El Niño e La Niña. Ter conhecimento sobre as estratégias metabólicas utilizadas pela soja para se adaptar a estresses abióticos é essencial para o desenvolvimento de cultivares com melhor desempenho, uma vez que tais alterações fazem parte das respostas iniciais ao estresse. Na soja, muitos genes relacionados à biossíntese de isoflavonoides são regulados positivamente em resposta ao ataque de patógenos. No entanto, não há muitas evidências disponíveis sobre os efeitos de estresses abióticos sobre a biossíntese deste grupo de metabólitos, e menos ainda em relação ao estresse hídrico. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é compreender como a via biossintética das isoflavonas e fitoalexinas respondem ao alagamento. Para tal, foram cultivados quatro genótipos de soja em condições de controle e de estresse. Os extratos de folhas e raízes foram submetidos à análise metabolômica utilizando HPLC-DAD-ESI-QTOF-MS/MS. Os dados obtidos foram então filtrados, de forma a obter as informações quantitativas relativas dos metabólitos-alvo incluindo isoflavonas, fitoalexinas e precursores principais. Os resultados foram expressivos nas raízes, mostrando uma redução estatisticamente significativa do precursor glicinol, e subsequente acúmulo de gliceolidinas. As gliceolinas, que são os produtos finais da biossíntese das fitoalexinas, foram reduzidas sob alagamento. A isoflavona glicosilada daidzina foi significativamente acumulada nas folhas com posterior acúmulo de gliceolinas nas raízes. Os resultados trazem luz às importantes modificações na expressão dos metabólitos da via biossintética das isoflavonas e fitoalexinas em soja em resposta ao alagamento.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfporUniversidade Federal de AlfenasPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIFAL-MGBrasilPró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduaçãoinfo:eu-repo/semantics/openAccessGlycine maxFitoalexinasIsoflavonasAlagamentoEstresse hídricoQUIMICA::QUIMICA ORGANICAContribuição por estudos metabolômicos por HPLC-DAD-MS/MS para compreenção da influência do estresse de alagamento no metabolismo especializado de sojainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alfenas - RiUnifalinstname:Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL)instacron:UNIFALPereira, Luana De AlmeidaLICENSElicense.txttext/plain1987https://repositorio.unifal-mg.edu.br/bitstreams/cbe3ec4c-6099-4055-a00f-29ebe75ca805/download31555718c4fc75849dd08f27935d4f6bMD51ORIGINALDissertacao de Luana de Almeida Pereira.pdfapplication/pdf2794735https://repositorio.unifal-mg.edu.br/bitstreams/7bfd6886-46c1-4e59-8bf4-a90f3ef970c6/downloade5fbf2be060b199fc471fb3df8aa719eMD52TEXTDissertacao de Luana de Almeida Pereira.pdf.txtDissertacao de Luana de Almeida Pereira.pdf.txtExtracted texttext/plain102386https://repositorio.unifal-mg.edu.br/bitstreams/9aea1d79-26b7-4acc-b8bd-ad6a6acf757f/downloadf39a9a642e1eaa233d7f0c782d53fab9MD55THUMBNAILDissertacao de Luana de Almeida Pereira.pdf.jpgDissertacao de Luana de Almeida Pereira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2504https://repositorio.unifal-mg.edu.br/bitstreams/c14dd6aa-b96e-49f4-9537-55d264edb5bc/download03c76f80e2e7966baa8929089920e796MD54123456789/28042026-01-07 14:28:38.157open.accessoai:repositorio.unifal-mg.edu.br:123456789/2804https://repositorio.unifal-mg.edu.brRepositório InstitucionalPUBhttps://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/oai/requestrepositorio@unifal-mg.edu.bropendoar:2026-01-07T17:28:38Repositório Institucional da Universidade Federal de Alfenas - RiUnifal - Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL)falseTElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEKCkNvbSBhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvIGRlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCBvIGF1dG9yIG91IG8gdGl0dWxhciBkb3MgZGlyZWl0b3MgZGUgYXV0b3IgY29uY2VkZSDDoCBVbml2ZXJzaWRhZGUgCkZlZGVyYWwgZGUgQWxmZW5hcyAgKFVOSUZBTC1NRykgbyBkaXJlaXRvIG7Do28tZXhjbHVzaXZvIGRlIHJlcHJvZHV6aXIsICB0cmFkdXppciAoY29uZm9ybWUgZGVmaW5pZG8gYWJhaXhvKSwgZS9vdSAKZGlzdHJpYnVpciBhIHN1YSB0ZXNlIG91IGRpc3NlcnRhw6fDo28gKGluY2x1aW5kbyBvIHJlc3VtbykgcG9yIHRvZG8gbyBtdW5kbyBubyBmb3JtYXRvIGltcHJlc3NvIGUgZWxldHLDtG5pY28gZSAKZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIGZvcm1hdG9zIMOhdWRpbyBvdSB2w61kZW8uCgpWb2PDqiBjb25jb3JkYSBxdWUgYSBVTklGQUwtTUcgcG9kZSwgc2VtIGFsdGVyYXIgbyBjb250ZcO6ZG8sIHRyYW5zcG9yIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyAKcGFyYSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBhICBVTklGQUwtTUcgcG9kZSBtYW50ZXIgbWFpcyBkZSB1bWEgY8OzcGlhIGRlIHN1YSB0ZXNlIG91IApkaXNzZXJ0YcOnw6NvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIGUgcHJlc2VydmHDp8Ojby4KClZvY8OqIGRlY2xhcmEgcXVlIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyDDqSBvcmlnaW5hbCBlIHF1ZSB2b2PDqiB0ZW0gbyBwb2RlciBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyAKbmVzdGEgbGljZW7Dp2EuIFZvY8OqIHRhbWLDqW0gZGVjbGFyYSBxdWUgbyBkZXDDs3NpdG8gZGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyBuw6NvLCBxdWUgc2VqYSBkZSBzZXUgCmNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgZGUgbmluZ3XDqW0uCgpDYXNvIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyBjb250ZW5oYSBtYXRlcmlhbCBxdWUgdm9jw6ogbsOjbyBwb3NzdWkgYSB0aXR1bGFyaWRhZGUgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCB2b2PDqiAKZGVjbGFyYSBxdWUgb2J0ZXZlIGEgcGVybWlzc8OjbyBpcnJlc3RyaXRhIGRvIGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBwYXJhIGNvbmNlZGVyIMOgICBVTklGQUwtTUcgCm9zIGRpcmVpdG9zIGFwcmVzZW50YWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbsOnYSwgZSBxdWUgZXNzZSBtYXRlcmlhbCBkZSBwcm9wcmllZGFkZSBkZSB0ZXJjZWlyb3MgZXN0w6EgY2xhcmFtZW50ZSAKaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3Ugbm8gY29udGXDumRvIGRhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyBvcmEgZGVwb3NpdGFkYS4KCkNBU08gQSBURVNFIE9VIERJU1NFUlRBw4fDg08gT1JBIERFUE9TSVRBREEgVEVOSEEgU0lETyBSRVNVTFRBRE8gREUgVU0gUEFUUk9Dw41OSU8gT1UgCkFQT0lPIERFIFVNQSBBR8OKTkNJQSBERSBGT01FTlRPIE9VIE9VVFJPIE9SR0FOSVNNTyBRVUUgTsODTyBTRUpBIEEgIFVOSUZBTC1NRywgClZPQ8OKIERFQ0xBUkEgUVVFIFJFU1BFSVRPVSBUT0RPUyBFIFFVQUlTUVVFUiBESVJFSVRPUyBERSBSRVZJU8ODTyBDT01PIApUQU1Cw4lNIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0HDh8OVRVMgRVhJR0lEQVMgUE9SIENPTlRSQVRPIE9VIEFDT1JETy4KCkEgVU5JRkFMLU1HIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUgKHMpIG91IG8ocykgbm9tZShzKSBkbyhzKSAKZGV0ZW50b3IoZXMpIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkYSB0ZXNlIG91IGRpc3NlcnRhw6fDo28sIGUgbsOjbyBmYXLDoSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHDp8OjbywgYWzDqW0gZGFxdWVsYXMgCmNvbmNlZGlkYXMgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EuCg==
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