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Tipo: Tese
Título : Proteome changes associated with the remote germination in carnaúba (Copernicia prunifera) seeds
Título en inglés: Proteome changes associated with the remote germination in carnaúba (Copernicia prunifera) seeds
Autor : Sheheryar
Tutor: Campos, Francisco de Assis de Paiva
Co-asesor: Nogueira, Fabio Cesar Sousa
Palabras clave en portugués brasileño: Organogênese emergente;Pecíolo cotiledonar;Mobilização de reservas;Carnaúba;Haustório;Eixo embrionário;Arecaceae;Germinação remota
Palabras clave en inglés: Emergent organogenesis;Cotyledonary petiole;Reserve mobilization;Carnauba;Haustorium;Embryonic axis;Arecaceae;Remote germination
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Fecha de publicación : 2023
Citación : SHEHERYAR. Proteome changes associated with the remote germination in carnaúba (Copernicia prunifera) seeds. 2023. 136 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumen en portugués brasileño: A carnaúba (Copernicia prunifera), membro da família Arecaceae, adquire uma forma característica de proteger seus tecidos embrionários durante sua organogênese inicial, adotando um tipo tubular de germinação remota. Essa palmeira tem grande importância ecológica e socioeconômica porque todas as suas partes podem ser aproveitadas: as raízes são terapêuticas e têm valor medicinal; as folhas são usadas para fazer tecidos e artesanato; e a produção mais importante de cera é por suas folhas mais jovens, que são usadas em cosméticos, eletrônicos, cápsulas farmacêuticas, revestimentos e ceras de polimento e geram mais de $ 55 milhões anualmente. Portanto, entender sua germinação e mobilização de reservas de sementes é fundamental para estabelecer estratégias biotecnológicas para aumentar a produção e a faixa de utilização dessa conhecida “árvore da vida”. O objetivo do presente estudo foi determinar as mudanças espaço-temporais no proteoma do haustório e pecíolo cotiledonar guiadas por alterações morfoanatômicas durante a organogênese emergente. O haustório e o pecíolo cotiledonar foram avaliados morfoanatomicamente durante a germinação, e quatro estádios (o embrião maduro, 2, 5 e 10 dias após a germinação) foram selecionados para análise proteômica. A análise morfoanatômica revelou que, após a germinação, o eixo embrionário continua a se dividir, a organogênese ocorre dentro do pecíolo cotiledonar emergente e o corpo da planta ascende do pecíolo cotiledonar com folhas desenvolvidas e um sistema radicular complexo. Amostras de ambos os estágios dos tecidos foram submetidas à abordagem proteômica bottom-up, onde os peptídeos foram analisados em um sistema nLC-MS/MS Orbitrap. Proteome Discoverer v. 2.5 foi usado para as identificações de proteínas e peptídeos, e Perseus v. 1.6.14 foi usado para a análise estatística dos dados quantitativos. Na análise proteômica, foram identificadas 4776 e 4473 proteínas no pecíolo cotiledonar e no haustório, respectivamente. Um total de 1673 proteínas reguladas positivamente no haustório, processos catabólicos celulares, processos metabólicos de carboidratos e lipídios e atividades de biossíntese de derivados de carboidratos foram identificados em GOBP, atividade catalítica, atividade de peptidase e atividade de hidrolase foram identificadas em GOMF. Considerando que, 318 proteínas diferencialmente abundantes no pecíolo cotiledonar em particular, crescimento de desenvolvimento, crescimento celular e processos metabólicos envolvendo derivados de carboidratos foram encontrados em GOBP, enquanto atividade catalítica, atividade de liase, atividade de frutoquinase e componentes estruturais do citoesqueleto foram comuns em GOMF. Além disso, no pecíolo cotiledonar, quantificamos proteínas envolvidas em lipídios e mobilização de proteínas, juntamente com proteínas envolvidas na biossíntese de reguladores de crescimento, como ácido salicílico (SA), ácido jasmônico, etileno, ácido indol-3-acético (IAA). , citocinina e giberelinas (GA), que desempenham um papel fundamental no crescimento e desenvolvimento da planta. Este trabalho mostra que o haustório desempenha um papel fundamental na síntese de hidrolases e transporta a reserva para a muda, enquanto o eixo embrionário continua seu crescimento e desenvolvimento dentro do pecíolo cotiledonar utilizando essas reservas e a ação de outras proteínas essenciais responsáveis pelo crescimento e o desenvolvimento.
Abstract: The carnauba palm (Copernicia prunifera), a member of the Arecaceae family, acquires a characteristic way of protecting its embryonic tissues during its early organogenesis by adopting a tubular type of remote germination. This palm has great ecological and socioeconomic significance because every part of it can be used: the roots are therapeutic and have medicinal value; the leaves are used to make textiles and handicrafts; and the most crucial production of wax is by its younger leaves, which are used in cosmetics, electronics, pharmaceutical capsules, coatings, and polishing waxes and generate more than $55 million annually. Therefore, understanding its germination and mobilization of seed reserves is fundamental to establishing biotechnological strategies to increase the production and utilization range of this well-known “tree of life." The objective of the current study was to determine the spatiotemporal changes in the proteome of haustorium and cotyledonary petiole guided by morphoanatomical alterations during emergent organogenesis. The haustorium and cotyledonary petiole were evaluated morphoanatomically during germination, and four stages (the mature embryo, 2, 5, and 10 days after germination) were selected for proteomic analysis. The morphoanatomical analysis revealed that, after germination, the embryonic axis continues to divide, organogenesis occurs inside the emerging cotyledonary petiole, and the plant body ascends from the cotyledonary petiole with developed leaves and a complex root system. Samples from both tissues’ stages were submitted to the bottom-up proteomics approach, where the peptides were analyzed in an nLC-MS/MS Orbitrap system. Proteome Discoverer v. 2.5 was used for the protein and peptide identifications, and Perseus v. 1.6.14 was used for the statistical analysis of the quantitative data. In proteomics analysis, 4776 and 4473 proteins were identified in the cotyledonary petiole and haustorium, respectively. In a total of 1673 up-regulated proteins in the haustorium, cellular catabolic processes, carbohydrate and lipid metabolic processes, and carbohydrate derivative biosynthesis activities were identified in GOBP, catalytic activity, peptidase activity, and hydrolase activity were identified in GOMF. Whereas, 318 differentially abundant proteins in the cotyledonary petiole, in particular, developmental growth, cell growth, and metabolic processes involving carbohydrate derivatives were found in GOBP, whereas catalytic activity, lyase activity, fructokinase activity, and cytoskeleton structural components were common in GOMF. Additionally, in the cotyledonary petiole, we quantified proteins involved in lipids, and protein mobilization, along with proteins involved in the biosynthesis of growth regulators such as salicylic acid (SA), jasmonic acid, ethylene, indole-3-acetic acid (IAA), cytokinin, and gibberellins (GA), which play a pivotal role in plant growth and development. This work shows that the haustorium plays a pivotal role in the synthesis of hydrolases and transports the reserve to the seedling, whereas the embryonic axis continues its growth and development inside the cotyledonary petiole by utilizing these reserves and the action of other essential proteins responsible for growth and development.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74307
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/6704562394448536
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/7845809799936552
Lattes del co-asesor: http://lattes.cnpq.br/9246430154720067
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: DBBM - Teses defendidas na UFC

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