Quinta, 28 de março de 2024.
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Tese
Título Expressão diferencial de proteínas em embriões de linhagens de milho pipoca (Zea mays L.) com elevada e baixa capacidade de expansão
Autor Romani, Isaac
Unidade Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Área de Concentração Genética e Melhoramento
Orientador Adriana Gonela
Co-Orientador(es) Carlos Alberto Scapim, Claudete Aparecida Mangolin
Marise Fonseca dos Santos.
Banca Examinadora Adriana Gonela
Claudete Aparecida Mangolin
Maria Claudia Colla Ruvolo Takasusuki
Flávio Augusto Vicente Seixas
Fábio César Sousa Nogueira
Data de Defesa 29/08/2014
Resumo O objetivo do presente trabalho foi realizar um estudo sobre a expressão diferencial de proteínas em duas linhagens de milho pipoca, sendo uma delas com elevada capacidade de expansão (P11) e outra com baixa capacidade de expansão (P16), por meio da abordagem proteômica Shotgun. Foram identificadas 1.189 proteínas expressas em embriões que em sua maioria apresentaram função molecular de atividade catalítica e que constituem em grande parte, componentes celulares do citoplasma e das membranas celulares. As anotações funcionais revelaram 103 diferentes funções biológicas, alocadas em 26 grandes grupos funcionais, onde se destacam proteínas ligadas às funções de processos metabólicos. A análise destas proteínas nas vias metabólicas relevou que a grande maioria corresponde a vias metabólicas de carboidratos, aminoácidos e vias de biossíntese. A expressão diferencial dessas proteínas, durante o processo de embriogênese entre as linhangens, revelou que 4, 127 e 30 proteínas diminuíram sua expressão na linhagem P11, P16 e em ambas as linhagens, respectivamente. Na linhagem P11, ocorreu a diminuição da expressão de proteínas da via metabólica de proteínas. Por outro lado, na linhagem P16, houve redução na expressão de proteínas relacionadas ao metabolismo de DNA, RNA, proteínas e ciclo do ácido tricarboxílico. As proteínas que diminuíram sua expressão em ambas linhagens também apresentam funções relacionadas ao metabolismo de proteínas, DNA, carbono e ácidos graxos. , Observou-se que 9, 7 e 34 proteínas aumentaram sua expressão na linhagem P11, P16 e em ambas, respectivamente. Dentre as proteínas que apresentaram incremento na expansão tem-se: proteínas de armazenamento (vicilin, oleosin), proteínas que se acumulam conforme avança o processo de embriogênese (embryonic protein, late embryogenesis abundant protein), proteínas de transporte (proteína e lipídios), metabolismo do carbono e ácidos graxos. Considerando que em embriões a via metabólica de lipídios é importante para prover a síntese e armazenamento deste, mediante buscas realizadas no Kegg – Search & Pathways Colors, foi possível observar que 18 proteínas estão associadas à via metabólica de lipídios. Duas isoformas de enoyl-reductase foram encontradas diminuindo sua expressão na linhagem P16 quando comparada à P11. Embora, a identificação de proteínas relacionadas à capacidade de expansão não tenha sido consistente, este trabalho fornece importantes direcionamentos para novas análises de proteoma diferencial em embriões, endospermas e pericarpos de milho pipoca, que juntamente com avaliações dos componentes químicos das sementes, possibilitarão importantes avanços nos programas de melhoramento genético desta cultura.

Milho pipoca, Zea mays (L.), proteômica diferencial, capacidade de expansão, embriogênese
Palavras-chave Milho pipoca, Zea mays (L.), proteômica diferencial, capacidade de expansão, embriogênese
Title
Abstract this work was to study the differential protein expression by the Shotgun proteomics approach, in two popcorn lines, one with high expansion capacity (P11) and t another with low expansion capacity (P16). One thousand, one hundred and eighty-nine proteins were identified in embryos, and most of them, showed catalytic activity as their molecular function, and are components of the cytoplasm and cell membrane. Functional annotation detected 103 different biological functions, divided into 26 major functional groups, where proteins linked to metabolic processes can be highlighted. The analysis of these proteins in the metabolic pathways revealed that the vast majority belongs to carbohydrate and amino acid metabolic pathways or other biosynthesis pathways. The differential expression of these proteins during embryogenesis showed that there was a decrease in protein expression of 4, 127, and 30 proteins in P11, P16, and in both lines, respectively. In P11, there was a decrease in the proteins expression that are involved in proteins metabolic pathways. However, in P16, there was a decrease in the expression of proteins that take part in the DNA, RNA, and proteins metabolism, and the tricarboxylic acid cycle. The proteins that showed a decreased expression in both lines are related to the DNA, protein, carbon, and fatty acids metabolisms. Regarding proteins which had increased expression, there was 9, 7 e 34 proteins in P11, P16 and both lines, respectively. Among the proteins that showed increased expression, we found storage proteins (vicilin, oleosin), proteins that are accumulated as the process of embryogenesis progresses (embryonic protein, late embryogenesis abundant protein), transport proteins (proteins and lipids), carbon and fatty acids metabolism proteins. In embryos the lipid metabolic pathway is a key process in order to provide its synthesis and storage, therefore, searches performed on Kegg - Search & Pathways Colors, showed that there are 18 proteins associated to the lipid metabolic pathway. Two isoforms of enoyl reductase were detected with lower expression in P16, when compared to P11. Although the identification of proteins related to expansion capacity has not been consistent, this study provides important new directions for differential proteome analysis in embryos, endosperm, pericarp of popcorn lines, which associated to the assessment of chemical seed components, will enable important advances in breeding programs of this culture.

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Key-words Popcorn, Zea mays (L.), differential proteomics, expansion capacity, embryogenesis
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