Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/72169
Tipo: Tese
Título: Knockout in pif14 induces interruptions in starch synthesis, affecting seed formation and development of rice plants
Título em inglês: Knockout in pif14 induces interruptions in starch synthesis, affecting seed formation and development of rice plants
Autor(es): Alencar, Vicente Thiago Candido Barros
Orientador: Silveira, Joaquim Albenisio Gomes da
Palavras-chave: Fator de transcrição;Oryza sativa L;Sinalização;Resposta fisiológica;Interação proteína - proteína
Data do documento: 2023
Citação: ALENCAR, Vicente Thiago Candido Barros. Knockout in pif14 induces interruptions in starch synthesis, affecting seed formation and development of rice plants. 2023. 108 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: A luz é crucial para o crescimento e desenvolvimento das plantas através de seus fotorreceptores (Criptocromo - CRY, fototropina - PHOT e fitocromo - PHY) responsáveis por sua captação e sinalizar em vários mecanismos de rotas biológicas. Por tanto, fitocromos desempenham um papel crucial em resposta ao claro (Fotomorfogênese) e escuro (Escotomorfogêneses). Fitocromos são cromoproteínas sintetizada no citosol como proteína insolúvel na sua forma inativa (Phy-r) ao absorver a luz no espectro do vermelho distante (Fr) sofre uma conformação e muda para sua forma ativa (Phy-Fr). Uma vez na forma ativa o Phy migra para o núcleo onde interage com os FATORES DE TRANSCRIÇÃO DE FITOCROMOS (PIFs) desencadeando várias respostas fisiológicas nas plantas. Em Arabidopsis Thaliana, são conhecidas e caracterizadas 8 isoformas de PIFs (1 – 8) e em planta de arroz (Oryza Sativa L.) 6 a partir do alinhamento de pares de bases do PIF3-Like de Arabidopsis, por isso, são chamados de PILs (11 – 16). Nós observamos previamente que plantas de arroz com PIF14 nocauteado apresentam diversos distúrbios fisiológicos tais como redução na germinação e no enchimento dos grãos. Com isso hipostenizamos que a deficiência de PIF14 é capaz de reduzir a qualidade das sementes por meio da redução na síntese de amido, tornando essas sementes com menor viabilidade. Além disso, nas próximas gerações, essas sementes irão induzir distúrbios em algumas fases do desenvolvimento. Para testar essa hipótese, plantas de arroz foram nocauteadas em PIF14 (técnica CRISPR/Cas9) e cultivadas durante todo seu ciclo de desenvolvimento. Plantas transformadas apresentaram redução no perfilhamento e nas taxas de crescimento das panículas ao longo do período vegetativo. As sementes apresentaram menores taxas de crescimento associadas a reduções no número, tamanho e massa. As taxas de acumulação de amido foram similares mostrando fortes reduções no conteúdo no final da maturação enquanto sacarose e açucares solúveis totais mostraram uma tendência inversa, assim como as proteínas. As sementes apresentaram menor viabilidade indicada pelo índice de vazamento de eletrólitos e redução na taxa de germinação. Além disso, essas sementes apresentaram menor estabelecimento da plântula, taxas de elongamento de raízes e parte aérea, associadas com atraso no desenvolvimento vegetativo e reprodutivo. Esses resultados evidenciam que o nocaute no gene PIF14 afeta o desenvolvimento de arroz iniciando provavelmente na formação da semente pela via de metabolismo do amido.
Abstract: Light is crucial for the growth and development of plants through their photoreceptors (Cryptochrome - CRY, phototropin - PHOT and phytochrome - PHY) responsible for its uptake and signalling in various mechanisms of biological routes. Therefore, phytochromes play a crucial role in response to light (Photomorphogenesis) and dark (Skotomorphogenesis). Phytochrome is a chromoprotein synthesized in the cytosol as an insoluble protein in its inactive form (Phy-r) when absorbing light in the far-red spectrum (Fr) undergoes a conformation and changes to its active form (Phy-Fr). Once in the active form, Phy migrates to the nucleus where it interacts with PHYTOCHROME TRANSCRIPTION FACTORS (PIFs) triggering various physiological responses in plants. In Arabidopsis Thaliana, 8 isoforms of PIFs (1 – 8) are known and characterized and in rice plant (Oryza Sativa L.) 6 from the alignment of base pairs of PIF3-Like from Arabidopsis, therefore, they are called PILs (11 – 16). We have previously observed that PIF14-knocked rice plants exhibit several physiological disturbances such as reduced germination and grain filling. With this, we hypothesize that PIF14 deficiency can reduce seed quality by reducing starch synthesis, making these seeds less viable. Furthermore, in the next generations, these seeds will induce disturbances in some stages of development. To test this hypothesis, rice plants were knocked out in PIF14 (CRISPR/Cas9 technique) and grown throughout their development cycle. Transformed plants showed a reduction in tillering and panicle growth rates throughout the growing season. Seeds showed lower growth rates associated with reductions in number, size, and mass. Starch accumulation rates were similar showing strong reductions in content at the end of maturation while sucrose and total soluble sugars showed an inverse trend, as did proteins. Seeds showed lower viability indicated by the electrolyte leakage rate and reduced germination rate. In addition, these seeds showed lower seedling establishment, root and shoot elongation rates, associated with delayed vegetative and reproductive development. These results show that knockout of the PIF14 gene affects rice development, probably starting with seed formation via starch metabolism.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72169
Aparece nas coleções:DBBM - Teses defendidas na UFC

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
2023_tese_vtcbalencar.pdf11,75 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.