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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Efeito da superexpressão dos fatores de transcrição ZmDof1 e OsDof25 sobre a eficiência de uso de nitrogênio em Arabidopsis.
Other Titles: Effects of ZmDof1 and OsDof25 transcriptional factors superexpression on nitrogen usage efficiency in Arabidopsis.
???metadata.dc.creator???: Santos, Leandro Azevedo 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Fernandes, Mânlio Silvestre
First advisor-co: Souza, Sonia Regina de
???metadata.dc.description.resumo???: Com o objetivo de aumentar a eficiência de uso de nitrogênio (EUN) em plantas, foi identificado e clonado o fator de transcrição OsDof25 de arroz, cujo provável ortólogo é o ZmDof1 de milho, já identificado e parcialmente caracterizado. Também foi clonado o ZmDof1 para análises comparativas com o OsDof25, a fim de comprovar que este último é realmente ortólogo do ZmDof1. As construções para superexpressão destes fatores de transcrição em Arabidopis foram feitas utilizando o sistema gateway de clonagem para obtenção dos vetores de expressão 35S:ZmDof1:HA e 35S:OsDof25:HA. Foram obtidas linhagens com diferentes níveis de expressão destes genes, mas com apenas uma inserção. As linhagens transgênicas obtidas quando crescidas em meio MS ½ força iônica (10mM de NH4 + e 20mM de NO3 -) apresentaram fenótipos como clorose e dificuldade de desenvolvimento, ao passo que quando cultivadas em solo mostraram desenvolvimento vegetativo mais intenso e atraso para emissão da inflorescência. Quando analisadas as modificações de expressão gênica causadas pela superexpressão destes fatores de transcrição, observou-se que ambos os fatores de transcrição provocaram aumento de expressão dos transportadores de amônio de alta e baixa afinidades (AMT1.1 e AMT2.1 respectivamente), indicando que o fenótipo observado pode ser devido ao efeito tóxico do excesso de amônio absorvido. Verificou-se também aumento de expressão das enzimas piruvato quinase (PK1 e PK2) e fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC1 e PEPC2). A piruvato quinase converte o fosfoenolpurato (PEP) a piruvato, enquanto a fosfoenolpiruvato carboxilase converte o PEP a oxalacetato (OAA) que pode sofrer ação da malato desidrogenase originando o malato. Ambos os metabólitos, piruvato e malato, alimentam o ciclo de Krebs. Houve também aumento de expressão da isocitrato desidrogenase, enzima presente na mitocôndria (ciclo de Krebs) e no citosol que converte isocitrato a 2-oxoglutarato (2-OG). Assim, é provável que o aumento da expressão destas enzimas do metabolismo de carbono foi necessário para aumentar a produção de 2-OG e, por conseguinte, diminuir o efeito tóxico do excesso de amônio absorvido. Além disso, observou-se aumento de expressão e atividade da glutamato desidrogenase (GDH). Essa enzima pode atuar tanto na direção da aminação, quanto na direção da desaminação, em condições de excesso de amônio e/ou sob condições de limitação de carbono nas plantas, respectivamente.
Abstract: To improve nitrogen usage efficiency in plants the rice transcriptional factor OsDof25 was identified and cloned, whose probably orthologe is the maize ZmDof1, already identified and partially characterized. The ZmDof1 was also cloned for comparative analysis with OsDof25, in order to confirm this last one as ZmDof1 orthologe in rice. The constructions for Arabidopsis superexpression of these transcriptional factors were made using the cloning system of gateway technology (Invitrogen), to obtain the expression vectors 35S:ZmDof1:HA and 35S:OsDof25:HA. Lineages with different expression levels of these genes were obtained, but with only one inserted copy. These transgenic lineages when grown in a half strength of MS medium (10mM of NH4 + and 20mM of NO3 -) showed phenotypes with chloroses and growth difficulty; although when they were cultured in soil they showed great vegetative development and delay in the inflorescence emission. When analyzed the gene expression changes induced by the superexpression of these transcriptional factors, it was observed that both genes produced an increase in the expression levels of high and low affinity ammonium transporters (AMT1.1 and AMT2.1, respectively), indicating that these phenotypes may be due to the toxic effect of an excess of ammonium uptake. We also verified an increase of expression for pyruvate kinase (PK1 and PK2), and phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC1 and PEPC2). Pyruvate kinase converts phophoenolpyruvate (PEP) to pyruvate, and phosphoenolpyruvate carboxylase converts PEP to oxalacetate, which is substrate for malate dehydrogenase to form malate. Both pyruvate and malate may feed the Krebs cycle. In addition, there was an increase in the expression of isocitrate dehydrogenase, which is present in the citosol and mitochondria, needed for converting isocitrate to 2- oxoglutarate. Thus, it was hypothesized that the increase of expression levels of these carbon metabolism enzymes was necessary to increase the production of 2-oxoglutarate and, consequently, to reduce the toxic effect of ammonium uptaked. Besides, it was observed an increase of expression levels and activity of glutamate dehydrogenase (GDH). This enzime may work as much in the direction of glutamate amination as in deamination, when the plants were submitted to ammonium excess or carbon limitation conditions, respectively.
Keywords: metabolismo de nitrogênio e carbono
transportador de amônio
expressão gênica.
carbon and nitrogen metabolism
ammonium transporter
gene expression.
???metadata.dc.subject.cnpq???: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.initials???: UFRRJ
???metadata.dc.publisher.department???: Ciências Agrárias
???metadata.dc.publisher.program???: Curso de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citation: SANTOS, Leandro Azevedo. Effects of ZmDof1 and OsDof25 transcriptional factors superexpression on nitrogen usage efficiency in Arabidopsis.. 2009. 98 f. Tese (Doutorado em Ciências Agrárias) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2009.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/tede/320
Issue Date: 3-Jun-2009
Appears in Collections:DOUTORADO EM AGRONOMIA - CIÊNCIA DO SOLO

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