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Type: Dissertação
Title: Análise dos perfis metabólicos de porta-enxertos de Vitis sp cocultivados com o fungo Fusarium oxysporum como estratégia para seleção de biomarcadores
Title in English: Analysis of the metabolic profiles of rootstocks of Vitis sp co-cultivated with the fungus Fusarium oxysporum as a strategy for selection of biomarkers
Authors: Costa, Igor Rafael Sousa
Advisor: Carvalho, Humberto Henrique de
Keywords: Videiras;Porta-enxertos;BDMG-573;Paulsen-P1103;Metaboloma
Issue Date: 2022
Citation: COSTA, Igor Rafael Sousa. Análise dos perfis metabólicos de porta-enxertos de Vitis sp cocultivados com o fungo Fusarium oxysporum como estratégia para seleção de biomarcadores. 2022. 73 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023
Abstract in Brazilian Portuguese: A videira é uma das principais frutíferas do mundo e suscetível a muitas infecções, especialmente fungos como Fusarium oxysporum. A busca por genótipos e o uso de porta-enxertos mais tolerantes se tornou uma estratégia para minimizar este problema. Assim, o objetivo desse trabalho foi a partir de uma metabolômica global não direcionada, estudar os perfis metabolicos de porta-enxertos (Paulsen 1103 e BDMG573) co-cultivados com F. oxysporum e assim identificar marcadores bioquímicos de curto, médio e longo prazo de infecção (0, 4 e 8 dias após infecção - DAT). Na parte aérea, há sobreposição entre os tratamentos CNT e FUS do genótipo BDMG573 no 0 DAT e maior distinção em 4 DAT e 8 DAT (15 e 20 metabólitos significantes). No P1103 ocorreu uma maior diferença entre tratamentos no 0 DAT (21 metabólitos), seguido de maior sobreposição em 4 DAT e 8 DAT. Nas raízes, maiores similaridades entre os dois tratamentos de cada genótipo ocorreram no 0 DAT. Aos 4 DAT e 8 DAT, perfis distintos foram observados no BDMG573 (28 e 32 metabólitos) e P1103 (16 e 26 metabólitos). OPLS-DA identificou potenciais biomarcadores, na parte aéra do BDMG573 destacam-se a 1,3-dihidroxicetona (0 e 4 DAT) e a maltose (4 e 8 DAT) enquanto que no P1103 destacam-se ácidos orgânicos no 0 DAT (ácido glicérico), aminoácidos no 4 DAT (prolina) e carboidratos no 8 DAT (sorbitol). Nas raízes do BDMG573 destacam-se β-alanine (0 DAT), celobiose e sorbitol (4 e 8 DAT) e no P1103 os potenciais marcadores foram carboidratos como galactose (0 e 4 DAT) e 1,3-dihidroxicetona (8 DAT). Em geral, esse trabalho descreve a modulação de metabólitos primáios em genótipos tolerante e sensíveis de videiras ao fungo F. oxysporum. Assim, espera-se que esses dados poderão contribuir para estratégias de seleção assistida para aumento da tolerância em diferentes fases da infecção, bem como a identificação precoce da doença.
Abstract: The vine is a widespread fruit tree susceptible to many diseases caused by fungi such as Fusarium oxysporum. The search for tolerant rootstocks genotypes and has become a strategy to minimize this problem. Thus, the main goal of this work was to study the primary metabolism modulation of two rootstocks Pausen 1103 and BDMG573 co-cultured with F. oxysporum. Undirected global metabolomics identified biochemical markers of the early, medium, and late times (0, 4, and 8 days after infection - DAT). In the shoots, there was an overlapping between the CNT and FUS treatments of BDMG573 genotype at 0DAT and a better distinction at 4DAT and 8 DAT (15 and 20 significant metabolites). In P1103, there was a better distinction between treatments at 0 DAT (21 metabolites), followed by overlapping at 4 DAT and 8 DAT. In the roots, similarities between the two treatments of each genotype occurred at 0 DAT. Otherwise, there are distinct profiles between CNT and FUS of BDMG573 (28 and 32 metabolites) and P1103 (16 and 26 metabolites) at 4 DAT and 8 DAT, respectively. OPLS-DA multivariate analysis identified 1,3-dihydroxyacetone (at 0 and 4 DAT) and maltose (at 4 and 8 DAT) as potential biomarkers in the BDMG573 shoots. While in the shoots of P1103, some organic acids stand out at 0 DAT (glyceric acid), amino acids at 4 DAT (proline), and carbohydrates at 8 DAT (Sorbitol). In the roots of BDMG573, the metabolites β-alanine (at 0 DAT) and cellobiose and sorbitol (at both 4 and 8 DAT) stand out as potential biomarkers of Fusarium co-culture. While in the roots of P1103, the potential discriminants were carbohydrates such as galactose (at both 0 and 4 DAT) and 1,3-dihydroxyacetone (at 8 DAT). The pathways showed a increase of amino acids, glycolise, and components particularly in shoots of Pausen P1103 at all times evaluated. Overall, this work provides a new perspective of the primary metabolism modulation of tolerant and sensitive grapevine genotypes to the fungus F. oxysporum. Thus, it may contribute to assisted selection strategies for increasing genotypes tolerance and the early identification of the disease.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72658
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