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Título: Análise dos padrões de metilação do DNA de feijoeiro em resposta ao déficit hídrico
Título(s) alternativo(s): DNA methylation patterns of common bean in response to drought
Autor(es): Kovali, Kamila Katieli
Orientador(es): Finatto, Taciane
Palavras-chave: Epigenética
Enzimas
Feijão - Melhoramento genético
Epigenetics
Enzymes
Beans - Breeding
Data do documento: 25-Nov-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: KOVALI, Kamila Katieli. Análise dos padrões de metilação do DNA de feijoeiro em resposta ao déficit hídrico. 2016. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2016.
Resumo: O déficit hídrico é um estresse abiótico que ocasiona grandes perdas na produtividade. Em resposta aos estresses são desencadeadas mudanças comportamentais, morfológicas, anatômicas, fisiológicas e bioquímicas, as quais são dependentes de processos moleculares de sinalização que incluem os fatores de transcrição. Dentre os processos moleculares pode-se destacar as alterações epigenéticas, responsáveis por alterações herdáveis na expressão gênica sem alterações na sequência gênica. A metilação do DNA é uma alteração epigenética, sendo que a identificação das citosinas metiladas no DNA pode ser realizada pelo uso de enzimas de restrição sensíveis a metilação (ERSM) associada ao uso da PCR (Reação em Cadeia da DNA Polimerase). O objetivo do estudo foi avaliar as modificações no padrão de metilação do DNA do feijão em resposta ao déficit hídrico. O delineamento experimental foi blocos ao acaso com arranjo bifatorial com três repetições, sendo quatro cultivares (IPR Curió, ANFC 9, Pérola e IAC Imperador) e quatro níveis de déficit hídrico (100% - controle, 75, 50 e 25% da capacidade de campo). A irrigação foi suprimida quando as plantas atingiram o estádio V2. O DNA foi extraído das folhas, tratado com a ERSM HpyCH4IV, amplificado por PCR e visualizado por eletroforese em gel de agarose. Foram testados sete pares de primers que flanqueiam o sítio de restrição da enzima localizados em sequências gênicas e promotoras. Alterações nos padrões de metilação foram observadas nos promotores dos genes estudados. Em 50% e 75% da capacidade de campo não foram observadas diferenças no padrão de metilação apresentado em relação ao controle em todos os genótipos. Quando a umidade do solo atingiu 25% da capacidade de campo, o genótipo IPR Curió desmetilou o DNA na região promotora do loco Phvul.001G187100 que corresponde ao fator de transcrição APETALA2/ETHYLENE RESPONSE FACTOR (AP2/ERF), enquanto IAC Imperador manteve a metilação que também foi observada na condição controle. Nos demais genótipos não foi evidenciada metilação em nenhuma condição para este promotor. No promotor do loco Phvul.005G126300 que também pertence à família AP2/ERF, a desmetilação foi observada na cultivar IAC Imperador em 25% da capacidade de campo, os demais genótipos permaneceram metilados em todas as condições analisadas. Estas modificações encontradas podem indicar possíveis mudanças na expressão gênica a fim de aumentar a plasticidade do genótipo frente ao estresse.
Abstract: Drought is an abiotic stress which causes great losses in productivity. In response to stress are triggered behavioral, morphological, anatomical, physiological and biochemical changes which are dependent on molecular signaling processes including transcription factors. Among the molecular processes can be highlighted epigenetic changes, responsible for heritable changes in gene expression without alterations in gene sequence. DNA methylation is an epigenetic change, and the identification of methylated cytosines in DNA can be accomplished by using restriction enzymes sensitive to methylation (RESM) associated with the use of PCR (Reaction Polimerse DNA chain). The objective of this study was to analyze the changes in the common bean DNA methylation pattern in response to water deficit. The experimental design was randomized blocks with factorial arrangement and three replications, four cultivars (IPR Curió, ANFC 9, Pérola and IAC Imperador and four drought levels (100 - control, 75, 50 and 25% of capacity field). Irrigation was suppressed when the plants reached the V2 stage. DNA was extracted from leaves treated with ERSM HpyCH4IV, amplified by PCR and visualized by agarose gel electrophoresis. We tested seven pairs of primers flanking the restriction site located in the gene and promoter DNA sequences. Changes in methylation patterns were observed in promoters of genes studied. 50% and 75% of field capacity were no differences in the methylation pattern presented in the control in all genotypes. When soil moisture reached 25% of field capacity, IPR Curió genotype demethylated DNA in the promoter region from Phvul.001G187100 locus that corresponds to the transcription factor APETALA2 / ETHYLENE RESPONSE FACTOR (AP2 / ERF), while in the same sequence, IAC Imperador kept the methylation which was also observed in the control condition, in the other genotypes was not observed demethylation in any condition for this promoter. In the promoter of the Phvul.005G126300 locus which also belongs to the AP2 / ERF family, demethylation was observed in IAC Imperador in 25% of field capacity, the other genotypes remained methylated in all analyzed conditions. These changes may indicate possible changes in gene expression in order to increase the plasticity of genotypes face to stress.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7548
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