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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-15Bitstream added on 2014-06-13T20:14:32Z : No. of bitstreams: 1 cavallari_cfb_dr_botib.pdf: 11188149 bytes, checksum: 24b647e298f1eb3bf8bb5a8051a4aa89 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) A caracterização de promotores ubíquos, tecido-específicos ou induzidos sob determinada condição é importante para a produção e liberação comercial de plantas geneticamente modificadas. Este trabalho apresenta a identificação e caracterização de promotores de genes de café (Coffea arabica), uma cultura de grande importância sócio-econômica. Foram selecionados 41 genes candidatos com padrão de expressão constitutivo, fruto-específico ou relacionados com o mecanismo de defesa, através de dados da literatura e da análise in silico em bancos de ESTs disponíveis. A expressão constitutiva ou específica foi confirmada através de PCR quantitativa para somente 10 dos genes analizados. Os experimentos foram realizados em 5 diferentes tecidos/órgãos (raiz, caule, folha, flor e fruto) ou em plantas tratadas com o fungo biotrófico Hemileia vastatrix. Regiões promotoras de 4 genes foram isoladas através de genome walking: CaGAPDH (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase como candidato constitutivo), CaAN2 (anthocyanin 2 específico de fruto), CaPR1b e CaNPR1 (basic form of Pathogenesis-Related protein type 1 e Nonexpressor of PR genes, correspondentes a genes induzidos mediante a presença de agentes patogênicos). As regiões cis-reguladoras foram caracterizadas in silico e a funcionalidade dos promotores foi avaliada in planta através da expressão do gene repórter uidA em experimentos de transformação transiente em plantas de tabaco ou tomate. Além do interesse fundamental para a compreensão dos mecanismos de regulação gênica em eucariotos, os resultados desta pesquisa são importantes para o desenvolvimento de plantas transgênicas, apresentando também potencial em programas de melhoramento genético do cafeeiro. Palavras-chaves: Coffea arabica, expressão gênica, promotores, genes ubíquos, frutos, resistência de plantas The choice of promoter, to confer constitutive, spatial and/or temporal transgene expression, is important in plant biotechnology applications. This study presents the identification and characterization of different gene promoters in coffee (Coffea arabica), a species of major socioeconomic characteristics. Forty one constitutive, fruit-specific or pathogen defense-related genes were identified following literature data or in silico analyses in available EST databases. The expression levels of these genes were verified by quantitative PCR and only 10 genes presented a constitutive or specific expression condition. The expression levels assays were carried out in 5 coffee organs/tissues (root, stem, leaves, flowers and fruits) or in coffee plants challenged with Hemileia vastatrix. The promoter region of 4 genes were isolated and characterized in silico: CaGAPDH (glyceraldehyde- 3-phosphate dehydrogenase as inner control), CaAN2 (anthocyanin 2 fruitspecific), CaPR1b and CaNPR1 (basic form of Pathogenesis-Related protein type 1 and Nonexpressor of PR genes, both pathogen-inducible). The functional analyses of the DNA sequence upstream of these genes were assessed with regard to the uidA reporter gene, via Agrobacterium-mediated transient expression assay in tobacco or tomato plants. The characterization of promoters is not only an approach towards coffee breeding programs, but also provides fundamental data for understanding the mechanisms regulating gene expression in perennial plants

Les nématodes à galles du genre Meloidogyne peuvent provoquer des pertes de récolte importantes chez de nombreuses plantes d’intérêt agronomique, comme le caféier (Coffea arabica). Dans ce travail, une variété de C. arabica (UFV 408-28) résistante à M. incognita a été identifiée et les réponses de résistance de la plante ont été caractérisées aux plans histologique et moléculaire. La résistance du génotype UFV 408-28 s’exprime par une réaction de type hypersensibilité (RH), avec mort cellulaire au site d’infection. L’infection par M. incognita est stoppée avant la formation des sites nourriciers. Chez la plante sensible (IAC15), le développement du nématode se poursuit jusqu’à la production d’oeufs dans les galles, le cycle complet durant environ 45 jours. L’étude comparative des réponses moléculaires des deux génotypes entre 4 et 6 jai montre une spécificité de l’expression des gènes associée à la RH ou à la sensibilité. Dans le génotype résistant, l’expression de gènes liés à la voie de résistance dépendante du acide salicylique, ou à la voie des composés phénylpropanoides, est particulièrement modifiée. L’identification de gènes impliqués dans l'expression de la résistance, et pouvant être utilisés comme marqueurs de sélection offre de nouvelles perspectives pour améliorer les variétés commerciales de café. En parallèle, la transformation génétique de C. arabica a été développée à l’aide du gène rapporteur uidA (GUS), permettant désormais d’envisager le transfert de gènes d’intérêt pour étudier leur rôle dans la résistance aux nématodes. Os nematoides da galha do gênero Meloidogyne provocam perdas importantes na produção de numerosas plantas de interesse agronômico, como o cafeeiro (Coffea arabica). Neste trabalho foi identificado o acesso UFV 408-28 de C. arabica resistente à M. incognita e foram caracterizadas as respostas de resistência da planta nos níveis histológico e molecular. A resistência do genótipo UFV 408-28 se exprime por uma reação do tipo hipersensível (RH), com morte celular no local da infecção. A infecção por M. incognita é bloqueada antes de haver a formação de sítios de alimentação. Na planta suscetível (IAC15), o desenvolvimento do nematoide prossegue até a produção de ovos nas galhas, sendo que o ciclo se completa em aproximadamente 45 dias. O estudo comparativo das respostas moleculares dos dois genótipos entre 4 e 6 dias após infecção mostraram uma especificidade da expressão dos genes associados à RH ou à suscetibilidade. No genótipo resistente, a expressão de genes ligados à via de resistência dependente do ácido salicílico, ou à via dos compostos fenilpropanoides, é particularmente modificada. A identificação dos genes implicados na expressão da resistência pode ser utilizada no desenvolvimento de marcadores de seleção para o melhoramento de variedades comerciais de cafeeiro. Em paralelo, a transformação genética de C. arabica foi desenvolvida com o auxílio do gene repórter uidA (GUS), permitindo assim a possibilidade de transferência de genes para o estudo do seu respectivo envolvimento na resistência aos nematoides.

Submitted by António Freitas (amsf@uma.pt) on 2017-03-03T09:38:54Z No. of bitstreams: 1 Tese anterior a Agosto de 2013 e sem autorização de depósito.pdf: 17853 bytes, checksum: 85c404038790a336a917290507133e13 (MD5) Made available in DSpace on 2017-03-03T09:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese anterior a Agosto de 2013 e sem autorização de depósito.pdf: 17853 bytes, checksum: 85c404038790a336a917290507133e13 (MD5) Previous issue date: 2005