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Title in Portuguese: Avaliação da expressão gênica da toxina da soja (SBTX) por indutores da defesa de plantas
Title: Evaluation of gene expression of the toxin in soybean (SBTX) inducers of plant defense
Author: Morais, Vanessa Duarte de
Advisor(s): Vasconcelos, Ilka Maria
Keywords: Bioquímica
Toxina da soja (SBTX)
Glycine max
Proteína de defesa
Indução
Elicitores
Soybean toxin (SBTX)
Glycine max
Defense protein
Induction
Elicitors
Soja - Biotecnologia
Soja - Doenças e pragas - Controle biológico
Fungos
Issue Date: 2012
Citation: MORAIS, Vanessa Duarte de. Avaliação da expressão gênica da toxina da soja (SBTX) por indutores da defesa de plantas. 2012. 92 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
Abstract in Portuguese: A soja é uma das leguminosas mais utilizadas no mundo, sendo o uso justificado pelo elevado teor nutricional de seus grãos, constituídos, principalmente, por proteínas e lipídios. A estimativa atual da produção mundial de soja é de 250.000 toneladas/ano, porém há fatores limitantes dessa produção, como o ataque de pragas. As doenças causadas por fungos, por exemplo, causam na soja perdas em torno de 4%, sendo 20% destas causadas por Septoria glycines e Cercospora kikuchii. Assim, a busca por medidas alternativas de controle é crescente, particularmente em diminuição ao uso de agrotóxicos, mas, para isso, é importante o entendimento dos mecanismos de defesa vegetal. Das sementes de soja foi purificada uma proteína, denominada toxina da soja (SBTX), que é ativa contra diversos fungos de plantas e do homem e, também, é neurotóxica para ratos e camundongos, razão pela qual recebeu o nome de toxina. A SBTX apresenta massa molecular de 44 kDa, constituída por duas subunidades (17 e 27 kDa) codificadas por genes distintos e já foi identificada nas sementes, raízes, caules e folhas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o perfil de expressão gênica da SBTX em plantas cujas folhas primárias foram tratadas com elicitores (biótico e abiótico), usando a técnica de PCR em tempo real, na tentativa de reforçar o papel fisiológico de defesa proposto para proteína. Assim sendo, ácido salicílico, injúria mecânica e esporos do fungo Cercospora kikuchii foram utilizados como elicitores e os níveis de transcritos para as duas subunidades proteicas de SBTX avaliados. Respostas de indução foram verificadas para ambas as subunidades da SBTX, porém os perfis de expressão gênica foram diferenciados. Para o gene SBTX 27 kDa, o maior nível de transcritos foi detectado quando o tratamento envolveu injúria mecânica associada ao ácido salicílico, correspondendo a um aumento de cerca de 100 vezes após 12 horas de aplicação do tratamento. Já para o gene SBTX 17 kDa este aumento não foi verificado na mesma intensidade, tendo sido apenas em torno de 10 vezes. Os dados em conjunto mostram que SBTX é uma proteína passível de indução por elicitores bióticos e abióticos, reforçando o seu papel fisiológico de defesa, podendo vir a ser utilizada como ferramenta biotecnológica no sentido de amenizar as perdas causadas por fungos.
Abstract: Soybean is a legume most commonly utilized in the world, whose use is justified by the high nutritional content of its grain, consisting mainly of proteins and lipids. The current estimate of global soybean production is 250,000 tons/year, but there are limiting factors of this production, such as the pest attack. The fungal diseases, for example, cause losses in soybeans around 4%, where 20% of these are derived from infection by Septoria glycines and Cercospora kikuchii. Thus, the search for alternative measures is increasing, particularly in reducing the use of pesticides, but for this it is important to understand the plant defense mechanisms. Soybean toxin (SBTX) is a protein purified from soybean seeds with activity against plant and human pathogenic fungi and neurotoxic action to rats and mice, hence the reason it received the name of toxin. SBTX shows a molecular mass of 44 kDa, composed of two subunits (17 and 27 kDa) encoded by distinct genes and it has been detected seeds, roots, stems and leaves. This study aimed to evaluate the gene expression profile of SBTX in soybean plants whose primary leaves were treated with elicitors (biotic and abiotic), using the real-time PCR technique, in an attempt to strength the physiological role of defense proposed for this protein. Therefore, salicylic acid, mechanic injury and Cercospora kikuchii spores were used as elicitors and it was measured the transcript levels of SBTX subunits. Induction responses were observed for both subunits of SBTX, but the gene expression profiles were different. For SBTX 27 kDa gene, the highest transcript level was detected when the treatment involved mechanic injury associated to salicylic acid, an increase of about 100 fold after 12 hours of treatment application. Nevertheless, for SBTX 17 kDa gene the induction response was much smaller, it was only around 10 times. The data together show that SBTX is an inducible protein by biotic and abiotic elicitors, reinforcing its physiological role of defense, which could eventually be used as biotechnological tool in order to mitigate losses caused by fungi.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18864
metadata.dc.type: Dissertação
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