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Type: Tese
Title: Análise transcriptômica de pedúnculos de caju (Anacardium occidentale L.) durante o desenvolvimento em genótipos apresentando cores e firmezas diferentes
Title in English: Transcriptomic analysis of cashew apple (Anacardium occidentale L.) during development in genotypes presenting different colors and firmness
Authors: Germano, Thais Andrade
Advisor: Costa, José Hélio
Keywords: Pedúnculo;Antocianinas;Ontologia gênica;Expressão diferencial
Issue Date: 2020
Citation: GERMANO, Thais Andrade. Análise transcriptômica de pedúnculos de caju (Anacardium occidentale L.) durante o desenvolvimento em genótipos apresentando cores e firmezas diferentes. 2020. 86 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Abstract in Brazilian Portuguese: O pedúnculo do caju (Anacardium occidentale L.) apresenta grande importância econômica e social mundialmente, devido ao seu alto valor nutricional, além de sabor e aroma peculiares. Durante o seu amadurecimento, o pedúnculo apresenta rápida redução na firmeza e desenvolvimento de diferentes colorações da película, impactando na qualidade e aceitação dos pseudofrutos pelos consumidores. Embora muitos estudos discorram sobre a firmeza e coloração dos pedúnculos de caju, ainda são desconhecidos os mecanismos moleculares envolvidos nas alterações dessas características durante o desenvolvimento do fruto. Portanto, o objetivo desse estudo foi analisar o transcriptoma de pedúnculos de dois genótipos de caju (CCP 76 e BRS 265) com diferentes firmeza e coloração em dois estádios de desenvolvimento (imaturo e maduro), utilizando a técnica de RNA-Seq (sequenciamento do RNA). A partir dos resultados foi possível observar que a firmeza e o conteúdo de antocianinas dos pedúnculos reduziram durante o desenvolvimento de ambos os genótipos. Entretanto, os cajus BRS 265 imaturo e maduro apresentaram maior firmeza e maior conteúdo de antocianinas do que o CCP 76 nos mesmos estádios de maturação. A análise de expressão diferencial revelou um total de 3.266 genes diferencialmente expressos (GDEs) entre cajus BRS 265 imaturo e maduro, enquanto entre CCP 76 imaturo e maduro foram identificados 4.374 GDEs. Posteriormente, as análises de enriquecimento funcional dos GDEs demonstraram que os genótipos apresentaram respostas, principalmente, aos processos de redução de firmeza (catabolismo e biogênese de macromoléculas da parede celular) e desenvolvimento de coloração da película (biossíntese de flavonóides e fenilalanina) dos pedúnculos. Um total de 71 e 34 GDEs envolvidos no processo de amaciamento e na biossíntese de flavonóides foram identificados em cajus, respectivamente. No geral, a diferença de firmeza entre os genótipos estudados poderia ser justificada pela regulação negativa de genes codificantes de expansina (EXP), bem como pela regulação positiva de genes codificantes de enzimas envolvidas na degradação da pectina [poligalacturonase (PG), pectatoliase (PL) e pectina acetiltransferase (PAE)] e na biossíntese da parede celular em cajus CCP 76 (genótipo de pedúnculo mais macio). Já a coloração vermelha da película e o alto conteúdo de antocianinas em cajus BRS 265 ainda imaturos poderiam ser associados a regulação positiva de genes codificantes de enzimas envolvidas na biossíntese de flavonóides [fenilalanina amônia liase (PAL), cinamato 4-hidroxilase (C4H) e chalcona sintase (CHS)] em relação aos cajus CCP 76 no mesmo estádio de maturação. Por fim, seis GDEs envolvidos nos metabolismos de interesse desse estudo (firmeza e flavonóides) tiveram o seu padrão transcricional validado pela reação em cadeia da polimerase via transcrição reversa quantitativa em tempo real (RT-qPCR). As informações oriundas desse estudo poderão fornecer subsídios para pesquisas futuras, visando a extensão da vida pós-colheita, bem como a qualidade de cajus, agregando valor econômico a esse fruto.
Abstract: The cashew apple Anacardium occidentale L.) has great economic and social importance worldwide, due to its high nutritional value, in addition to its peculiar flavor and aroma During its maturation , the peduncle shows a fast fi rm n ess redu c t ion and d evelopment of different peel coloration , impacting the quality and acceptance of pseudofruit by consumers. Although many studies discuss ab out the firmness and color of the peduncle s, the m olecular mechan isms involv ed in the alterations of t h ese char acte ristics during cashew development are still unknown. Therefore, the aim of this study was to analyze the peduncle transcriptome of two cashew a pple genotypes (CCP 76 and BRS 265) with differe nt firmness and color in two development al s tages (immature and mature), using the RNA Seq technique ( RNA sequencing ). F rom the results it was possible to observe reduced firmness and anthocyanin content in the peduncles during the development of both gen otypes. However, the immature and mature BRS 265 cashe w apple s showed greater firmness and higher anthocyanin conten t than CCP 76 cashew apple s at the same maturation stages. Differential expression analysis revealed a total of 3,266 differentially express ed genes ( DEG s) between immature and mature BRS 265 cashew apple s , while between immature and mature CCP 76 cashew apples , 4,374 DEG s were identified. Subs equently, the functional enrichment analysis of DEG s showed that the genotypes showed responses, main ly, to the softening process (catabolism and biogenesis of cell wall macromolecules ) and development peel coloration flavonoids and phenylalanine biosynthe sis ) of the peduncles. A total of 71 and 34 DEG s involved in the softening process and flavonoid bio synthesis were identified in cashew apple peduncle , respectively. In general, firmness difference between the studied genotypes cou ld be justified by the down regulation of genes encoding expansin (EXP), as well as by the up regulation of genes encoding en zymes involved in the pectin degradation [polygalacturonase (PG), pectatoliase (PL ) and pectin acetyltransferase (PAE )] and cell wall biosynthesis in CCP 76 cashew apple (softer peduncle ). The red coloration peel and high anthocyanin content in immature BR S 265 cashew apple could be associated with the up regulation of genes encoding enz ymes involved in the flavonoid biosynthesis [phenylalanine ammonia lyase (PAL), cinnamate 4 hydroxylase ( and chalcone synthase (CHS)] compared to CCP 76 cashew apple at the same developmental stage . Finally, six DEG s involved in the metabolisms of inte rest in this study (firmness and flavonoids) had their transcriptional pattern validated by real time polymerase chain reaction (RT qPCR). The information from this study m ay provide subsidies for future research, aiming at extending post harvest life, as well as the quality of cashew apple
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57569
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