Orientadores: Marcos Antonio Machado, Marcio Alves Ferreira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: O desenvolvimento floral envolve uma rede complexa de genes que agem no meristema apical para especificar a identidade do meristema floral e, mais adiante, a identidade de órgãos florais. Outros genes controlando a simetria e polaridade dos órgãos, assim como a influência de giberelinas e...

Resumo: O desenvolvimento floral envolve uma rede complexa de genes que agem no meristema apical para especificar a identidade do meristema floral e, mais adiante, a identidade de órgãos florais. Outros genes controlando a simetria e polaridade dos órgãos, assim como a influência de giberelinas e auxinas, desempenham um papel importante no estabelecimento do tamanho final e arquitetura da flor. Este trabalho propôs avaliar as alterações no transcriptoma do meristema durante a indução e diferenciação floral e em diferentes fases do desenvolvimento do botão floral em laranja doce. Para isto, foi construído um chip de microarranjo de citros contendo cerca de 32 mil unigenes de laranja doce, presentes no banco de dados CitEST. Para se avaliar o perfil global de expresssão, foram coletadas gemas em dois estágios de desenvolvimento, quatro estágios de desenvolvimento do botão floral e flores abertas. As análises estatísticas foram feitas por meio da comparação 2x2, considerando um dado estágio em relação ao estágio anterior. Foram encontrados 3.590 unigenes nãoredundantes com diferença de expressão em pelo menos uma das comparações e a análise de enriquecimento de ontologias (GSEA) definiu os processos biológicos mais representativos. Foram identificados vários unigenes de citros envolvidos com a sinalização do florescimento, regulação e morfogênese de órgãos florais. A validação por PCR em tempo real (RT-qPCR) foi feita com 29 genes candidatos e o perfil de expressão mostrou a mesma tendência do microarranjo. Para normalizar o nível de expressão dos genes alvo no RT-qPCR, foram usados os normalizadores GAPC2 e SAND. Esses genes foram selecionados como bons genes de referência em uma avaliação sistemática comparando a estabilidade de expressão de 15 genes em diferentes condições experimentais . As discussões sobre o possível papel dos genes e vias na regulação do desenvolvimento floral em citros são apresentadas. Uma vez que vários reguladores chave do florescimento são proteínas da família MADS-box, foi proposto identificar os genes MADS-box nos genomas de laranja doce e Clementina e avaliar o relacionamento filogenético entre o MADS-box de citros e Arabidopsis. As análises dos genomas de laranja doce e Clementina revelaram 83 e 92 genes MADS-box, respectivamente. Os MADS-box tipo II de citros foram distribuídos dentre as sub-famílias de MIKCc e MIKC*, enquanto que os genes do tipo I em geral não agruparam com os MADS-box de Arabidopsis. Este estudo espera obter uma maior compreensão sobre os eventos moleculares relacionados com o florescimento de citros e fornecer as bases para análises funcionais para descobrir o papel desses genes

Abstract: Flower development involves a complex gene network that acts in the shoot apical meristem to specify the floral meristem identity and, later, to determine the floral organ identity. Other genes controlling symmetry and polarity of floral organs, as well as the influence of gibberellins and...

Abstract: Flower development involves a complex gene network that acts in the shoot apical meristem to specify the floral meristem identity and, later, to determine the floral organ identity. Other genes controlling symmetry and polarity of floral organs, as well as the influence of gibberellins and auxins, play important roles in establishing the final size and architecture of the flower. This work aimed to evaluate changes in the meristem's transcriptome during floral induction and differentiation, and in different stages of flower bud development in sweet orange. For this purpose, we built a citrus microarray chip containing about 32,000 unique assemblies (unigenes) of sweet orange, present in the CitEST database. To assess the global expression profile, we collected buds at two developmental stages, bud flowers at four stages and open flowers. Statistical analyses were performed in a 2x2 comparison, taking into account a given developmental stage compared to the stage before. It was found 3,590 nonredundant unigenes that were differentially expressed at least one comparison and a Gene Set Enrichment Analysis defined the most representative biological processess. Several citrus unigenes differentially modulated involved with flowering signaling, regulation and floral organs morphogenesis were identified. Validation by real time PCR (RT-qPCR) was performed to 29 candidate genes and the expression profile showed the same tendency of microarray. To normalize the expression level of the target genes, we used GAPC2 and SAND reference genes. These genes were selected as good reference genes in a systematic evaluation comparing the expression stability of 15 genes in different experimental conditions. Discussions about the possible role of the genes and pathways in the regulation of citrus flower development are presented. Since several key regulators of flowering are proteins belonging the MADS-box family, we proposed to identify MADS-box genes in the sweet orange and Clementine genomes and to evaluate the phylogenetic relationship between citrus and Arabidopsis MADS-box genes. Analysis of the sweet orange and mandarin genomes revealed 76 and 91 MADS-box genes, respectively. Type II MADS-box genes of citrus were grouped into MIKCc and MIKC* sub-families whereas tipo I MADS-box genes of citrus and Arabidopsis were grouped in separated clades. This work will help in the understanding of the genetic events related to citrus flowering and provide the basis for functional analyses to uncover the role of these genes