Perfil da expressão genica em raizes de milho expostas ao aluminio utilizando macroarrays
Juliana de Maria Felix
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP F335p
Campinas, SP : [s.n.], 2002.
137p. : il.
Orientador : Marcelo Menossi Teixeira
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: O alumínio (Al) é tóxico para a maioria das plantas em concentrações micromolares, limitando a produtividade agrícola em grandes áreas do planeta. O principal sítio de toxicidade do Al é o ápice radicular, com o qual as plantas sensíveis apresentam um sistema radicular reduzido, explorando...
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Resumo: O alumínio (Al) é tóxico para a maioria das plantas em concentrações micromolares, limitando a produtividade agrícola em grandes áreas do planeta. O principal sítio de toxicidade do Al é o ápice radicular, com o qual as plantas sensíveis apresentam um sistema radicular reduzido, explorando menor porção do solo. Os objetivos deste trabalho foram a implementação da tecnologia dos arranjos de DNA e a identificação de genes induzidos por Al em milho, a fim de tentar esclarecer os mecanismos de toxicidade e tolerância. Os arranjos foram construídos em náilon, com seqüências geradas pelo Sugarcane EST Project (SUCEST). Na etapa inicial foram analisados diversos fatores que influenciam a reprodutibilidade e sensibilidade do método, tais como a massa de DNA na membrana e as estratégias de normalização. Dada a alta similaridade entre os genes de cana e milho, obtivemos sucesso ao hibridar os arranjos contendo genes de cana com sondas de cDNA de raízes de milho. As alterações no transcrito ma de uma linhagem de milho tolerante ao Al (Cat 100-6) e outra linhagem sensível (S 1587-17) foram avaliadas em ápices radiculares expostos a cinco atividades de Al. Um total de 151 genes induzidos por Al foi identificado, havendo genes com as mais diversas funções, tais como fatores de transcrição, quinases e enzimas envolvidas na resposta ao estresse oxidativo. A maioria dos genes identificados não foi associada previamente com a resposta ao Al. Estes dados foram agrupados por métodos hierárquicos e de Self Organizing Maps, permitindo elucidar diversos mecanismos que a planta ativa em resposta ao Al. Nossos dados também indicam que a hibridação heteróloga de macroarranjos de DNA é uma estratégia que permite o estudo do perfil de expressão gênica em larga escala
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Abstract: Aluminum (Al) is toxic to most plants at micromolar concentrations and decreases crop productivity in large areas in the world. The first and most dramatic symptom of Al toxicity is the inhibition of root growth, which leads to a reduced root system. Consequently, sensitive plants explore...
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Abstract: Aluminum (Al) is toxic to most plants at micromolar concentrations and decreases crop productivity in large areas in the world. The first and most dramatic symptom of Al toxicity is the inhibition of root growth, which leads to a reduced root system. Consequently, sensitive plants explore a smaller soil surface. The objectives of this work were to establish the DNA arrays technology in our group and to identify Al induced genes in maize plants to get insight on the Al tolerance and toxicity mechanisms. Macroarrays were constructed on nylon membranes using sequences from the Sugarcane EST Genome Project (SUCEST). Initially, we analyzed several factors that affect the data reproducibility and sensibilify of the method, such as the amount of DNA fixed on the membrane and normalization strategies. Because of the high similarity between maize and sugarcane, we successfully hybridized macroarrays containing sugarcane ESTs with heterologous probes from maize. The changes in the transcriptome of the root apex from the Al-tolerant (Cat 100-6) and the Al-sensitive (S158717) maize lines were evaluated in response to five Al activities. A total of 151 Al-induced genes were identified, covering a wide range of functions, such as transcription factors, kinases and enzymes related to oxidative stress response. Most of the identified genes were not previously related to Al-stress response. The expression profiles obtained from these genes were clustered by hierarchical methods and self organizing maps, allowing us to elucidate many mechanisms that plants activate in response to Al. Our results also indicated that the heterologous hybridization of macroarrays is a successful strategy for transcript profiling in large scale
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