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Título: Estudo da expressão dos genes das bombas de prótons (V-ATPase e V-PPase) e dos contra-transportadores vacuolares (NHX) de Vigna unguiculata (L.) Walp submetidos a estresses abióticos
Título em inglês: Expression study of proton pumps(V-ATPase and V-PPase) and vacuolar antiport (NHX) genes from Vigna unguiculata (L.) Walp submitted to abiotic stress
Autor(es): Sobreira, Alana Cecília de Menezes
Orientador(es): Melo, Dirce Fernandes de
Palavras-chave: Bioquímica
Bombas de prótons
Transportadores vacuolares
Vigna unguiculata
Estresses abióticos
Vacuolar proton pumps
Na+/H+ antiporters
Vigna unguiculata
Salt stress and osmotic stress
Data do documento: 12-Nov-2012
Resumo: O acúmulo de Na+ no vacúolo central representa um importante mecanismo de defesa de plantas contra o estresse salino. A regulação dos volumes e conteúdos dos vacúolos de células vegetais depende da atividade de transportadores e canais localizados no tonoplasto (membrana vacuolar). A membrana vacuolar possui duas distintas bombas de prótons (V-ATPase e V-PPase), aquoporinas e vários sistemas de transportes ativos e/ou secundários, como os contra-transportadores Na+/H+ vacuolares. As duas bombas de prótons transmembranares funcionam como sistemas de transporte primário nas células vegetais e ambas as enzimas geram uma diferença de potencial eletroquímico de prótons através da membrana vacuolar. Os contra-transportadores vacuolares Na+/H+ utilizam o gradiente eletroquímico de prótons gerado pelos transportadores primários para transportar Na+ para dentro do vacúolo. No presente trabalho inicialmente foram determinados os conteúdos de íons Na+ e K+ em raízes, hipocótilos e folhas e em seguida a análise da expressão dos genes das bombas de prótons (VHA-A, VHA-E e HVP) e dos contra-transportadores vacuolares (NHX2 e NHX6) em plântulas de Vigna unguiculata (L.) Walp cv. Vita 5 submetidas a estresse salino e osmótico. As plântulas foram crescidas em meio nutritivo na ausência de NaCl e PEG (controle), na presença de 100 mM de NaCl (estresse salino) ou na presença de 200,67 g/L de PEG (estresse osmótico). O conteúdo de íons Na+ aumentou em todos os tecidos da planta quando submetidos ao estresse salino (NaCl 100 mM) enquanto que o conteúdo de íons K+ diminuiu na mesma condição. A expressão dos genes das bombas de prótons e dos contra-transportadores vacuolares de folhas e de raízes no estresse salino aumentou em todas as condições estudadas, porém o aumento foi mais expressivo para os genes da V-PPase, NHX2 e NHX6 sugerindo uma regulação paralela entre esses genes. Já no estresse osmótico, os resultados para as folhas mostraram que a expressão dos genes VHA-A e VHA-E aumentaram enquanto que os outros genes não sofreram mudanças significativas. Nossos resultados sugerem que o estresse salino e o estresse osmótico induziram uma regulação diferenciada em todos os genes sendo o contra-transportador Na+/H+ importante na homeostase celular quando as plantas foram submetidas ao estresse salino e osmótico.
Abstract: The acummulation of Na+ in the central vacuole represents an important mechanism for plants to cope with salt stress. The vacuolar content and the regulations of their volumes in vegetable cells depend on the activity of transporters and channels located in the tonoplast (vacuolar membrane). The vacuolar membrane possesses two different proton pumps (V-ATPase and V-PPase), aquoporine, and systems of primary and secondary transporters like the vacuolar Na+/H+ antiporter (NHX). The two transmembrane proton pumps work as systems of primary transport in vegetable cells and both enzymes generate a difference of proton electrochemical potential through the vacuolar membrane which can provide energy to antiport system, H+/substrate. The vacuolar Na+/H+ antiporter, uses the electrochemical gradient generated by the primary transporters to pump Na+ ions inward the vacuole. In the present work were first determined the Na+ and K+ content followed by the gene expression of the vacuolar proton pumps (VHA-A, VHA-E and HVP) and the vacuolar antiporters (NHX2 and NHX6) from seedlings of Vigna unguiculata subjected to salt and osmotic stress. The seedlings were grown on nutritive medium in the absence of NaCl and PEG (control condition), presence of NaCl 100 mM (salt stress) or in the presence of PEG 6000 200,67g.L-1 (osmotic stress). The ion Na+ content essay showed an increase in all plant tissues when submitted to salt stress, while the K+ ions decreased in the same condition. The gene expression of the vacuolar proton pumps and the Na+ antiporter from roots and leaves showed an increase in all studied conditions being more expressive to V-PPase, NHX2 and NHX6 suggesting a coordinated regulation of these genes. The results from leaves showed that VHA-A and VHA-E were increased, while the others genes tend to remain constant in the osmotic stress. These results suggest that salt and osmotic stress induced a differential regulation of all studied genes, being the vacuolar Na+ antiporters an important part on keep the cellular homeostasis when the plants were submitted to salt stress.
Descrição: SOBREIRA, Alana Cecília de Menezes. Estudo da expressão dos genes das bombas de prótons (V-ATPase e V-PPase) e dos contra-transportadores vacuolares (NHX) de Vigna unguiculata (L.) Walp submetidos a estresses abióticos.2009 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/4057
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