Terça, 31 de janeiro de 2023.
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Dissertação
Título Padrão de acúmulo de proteínas de reserva não zeínas e zeínas durante o desen-volvimento do endosperma de linhagens de milho de pipoca com diferentes capa-cidades de expansão
Autor Barbuti, Maria Luiza Duarte
Unidade Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Área de Concentração Genética e Melhoramento
Orientador Maria de Fátima Pires da Silva Machado
Co-Orientador(es) Adriana Gonela
Carlos Alberto Scapim
Claudete Aparecida Mangolin.
Banca Examinadora Adriana Gonela, da Universidade
Priscila da Silva Fraire
Data de Defesa 30/09/2020
Resumo O pericarpo do grão de milho pipoca (Zea mays L.) possui relação direta com a capacidade de expansão devido à resistência mecânica proporcionada por ele. Rupturas pré-existentes nas camadas de células que o compõem diminuem sua resistência à pressão gerada durante o aquecimento dos grãos e, consequentemente, há a produção de uma flor de pipoca menor ou ausência da mesma. O objetivo do presente estudo foi identificar e quantificar a enzima Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases (XTH) entre as proteínas identificadas no pericarpo de duas linhagens de milho pipoca (P11 e P16) contrastantes quanto à capacidade de expansão (CE), e verificar sua provável relação com a capacidade de expansão. Para tanto, as 932 proteínas pertencentes ao banco do pericarpo das linhagens P11 (alta CE) e P16 (baixa CE) foram re-submetidas ao Uniprot para verificar se as informações referentes às entradas não haviam sofrido modificações. Posteriormente, foi realizada uma busca no banco de proteínas atualizado para verificar se a XTH estava entre elas. A análise seguinte visou determinar se a XTH foi diferencialmente abundante entre as duas linhagens analisadas. Neste sentido, estabeleceu-se duas comparações com sementes coletadas, 15 e 25 dias após a polinização (DAP), quais sejam: ratio 1 = P1115DAP/P1615DAP e ratio 2 = P1125DAP/P1625DAP, sendo considerada como expressão diferencial da proteína ratios maiores que 2 e inferiores a 0,5. Com base nas análises foi possível verificar que 139 proteínas tiveram seus códigos de entrada alterados no Uniprot e 130 foram deletadas, restando assim 802 proteínas para serem analisadas. Entre essas proteínas foi identificada a Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase (B4FHS5 - EC 2.4.1.207), a qual foi positivamente regulada na linhagem P16 nas duas épocas de coleta, com valores de Avg Log Fold de -0,8810 e -0,7560 nas ratios 1 e 2, respectivamente. Isso indica que nas sementes da linhagem P16, que apresenta baixa capacidade de expansão, há um acúmulo maior dessa proteína durante o desenvolvimento da semente, indicando que o gene LOC542059 se expressa mais na linhagem P16. Considerando o exposto, sugere-se que há uma correlação positiva entre o aumento da abundância da enzima Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase e o afrouxamento entre as microfibrilas de celulose, o que pode resultar na incapacidade desta semente de suportar o aumento da pressão, havendo o rompimento do pericarpo antes do endosperma estar totalmente liquefeito. É importante ressaltar que este é o primeiro estudo que relaciona uma xiloglucanase à capacidade de expansão.

Palavras-chave Milho pipoca, endosperma, proteínas de reserva, capacidade de expansão.
Title
Abstract The pericarp of popcorn (Zea mays L.) is directly related to the expansion capacity due to the mechanical resistance provided by it. Pre-existing breaks in the cell layers that make up their resistance to the pressure generated during the heating of the grains and, consequently, there is the production of a smaller popcorn flower or the same.
The objective of the present study was to identify and quantify the enzyme Xyloglucan endotransglucosylase / hydrolases (XTH) among the proteins identified in the pericarp of two strains of popcorn (P11 and P16) contrasting in terms of their capacity for expansion (CE), and to verify their probable relationship with the ability to expand. For this purpose, the 932 proteins belonging to the pericarp bank of lines P11 (high CE) and P16 (low CE) were re-submitted to Uniprot to verify that the information regarding the entries had not been modified. Subsequently, a search was performed in the updated protein bank to check if XTH was among them. The following analysis aimed to determine whether XTH was differentially abundant between the two strains analyzed. In this sense, two comparisons with collected seeds were established, 15 and 25 days after pollination (DAP), namely: ratio 1 = P1115DAP/P1615DAP e ratio 2 = P1125DAP/P1625DAP, with protein ratios greater than 2 and less than 0.5. Based on the analysis, it was possible to verify that 139 proteins had their entry codes changed in Uniprot and 130 were deleted, thus leaving 802 proteins to be analyzed. Among these proteins, Xyloglucan endotransglucosylase / hydrolase (B4FHS5 - EC 2.4.1.207) was identified, which was positively regulated in the P16 strain at both collection times, with Avg Log Fold values of -0.8810 and -0.7560 in ratios 1 and 2, respectively. This indicates that in the seeds from the P16 strain, which has a low expansion capacity, there is a greater accumulation of this protein during seed development, indicating that the LOC542059 gene is more expressed in the P16 strain. Considering the above, it is suggested that there is a positive correlation between the increase in the abundance of the enzyme Xyloglucan endotransglucosylase / hydrolase and the loosening between the cellulose microfibrils, which may result in the inability of this seed to withstand the increase in pressure, with the rupture of the pericarp before the endosperm is completely liquefied. It is important to note that this is the first study that relates a xyloglucanase to the expansion capacity.
Key-words Popcorn, endosperm, reserve proteins, expansion capacity
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