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Type: Dissertação
Title: Papel funcional da família de enzimas glicolato oxidase (GOX) e catalase (CAT) em feijão-caupi (Vigna unguiculata [L.] Walp.) na resposta ao Cowpea Severe Mosaic Virus
Title in English: Functional role of the Glycolate Oxidase (GOX) and Catalase (CAT) enzyme families in the response to Cowpea Severe Mosaic Virus in Vigna unguiculata [L.] Walp
Authors: Bezerra, Victor Breno Faustino
Advisor: Alves, Murilo Siqueira
Keywords in Brazilian Portuguese : Fotorrespiração;Comovirus;Ácido salicílico;Resistência;GOX-CAT switch
Keywords in English : Photorespiration;Comovirus;qPCR;Hydrogen peroxide;Resistence;Genetic expression
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Issue Date: 2025
Citation: BEZERRA, Victor Breno Faustino. Papel funcional da família de enzimas glicolato oxidase (GOX) e catalase (CAT) em feijão-caupi (Vigna unguiculata [L.] Walp.) na resposta ao Cowpea Severe Mosaic Virus. 2026. 75 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: Com o aumento do déficit alimentar e carência nutricional, a escolha por culturas alternativas e de características relevantes se fazem importantes. Com isso, Vigna unguiculata L. se faz como uma cultura de grande interesse. Entretanto, o feijão-caupi ainda é susceptível a alguns patógenos, como no caso do CowPea Severe Mosaic Virus (CPSMV). Em condições adversas, como infecção por patógenos, um dos mecanismos iniciais para a resposta ao estresse envolve a produção de espécies reativas de oxigênio. Uma dessa moléculas é o peróxido de hidrogênio, que tem sua maior taxa de produção relacionada a Glicolato Oxidase (GOX), uma enzima do processo de fotorrespiração, mas como toda espécie reativa, sua produção e consumo devem ser balanceados finamente, assim há enzima peroxissomal Catalase (CAT), responsável por esse controle durante um fenômeno de estresse. Logo, o presente trabalho teve como objetivo analisar a expressão das cópias génicas da enzima GOX e CAT, a nível de transcrito e de atividade, em resposta ao CPSMV. Para tal, os exemplares vegetais foram inoculados com o CPSMV em 3 pontos ao longo do tempo (16 horas, 48 horas e 144 horas). Análises de atividade enzimática da catalase demonstraram diferenças entre os cultivares apenas nas horas iniciais (16h), nas condições controle de Pitiúba inoculada e Mock, possivelmente relacionado a reposta inicial ao patógeno. Além disso, análises com coloração por DAB (3,3’-Diaminobenzidina), MDA (Malonaldeído) e conteúdo de peróxido foi utilizado para constatar o grau de estresse oxidativo, novamente com diferenças apenas entre Pitiúba Mock e inoculado nas coletas de 16 e 48h. Bem como, os dados de expressão demonstraram diferenças principalmente no gene VuGOX1 no cultivar Macaíbo sendo induzida sua expressão durante a infecção em comparação ao Mock. Enquanto VuGOX2 foi o gene com a maior abundância a nível de transcrito, apresentando diferenças entre os cultivares nos tempos de 16 e 144h, com a expressão reduzida em Pitiúba inoculado em comparação com o Mock 144h. Análise de cis-elementos demonstraram regiões que corroboram pontos levantados na discussão, principalmente relacionado a rota de resposta ao patógeno e a síntese de ácido salicílico (AS). Assim, é esperado que os resultados encontrados ajudem programas de melhoramento e o entendimento sobre o fenômeno de resistência.
Abstract: With the increase in food shortages and nutritional deficiencies, the choice of alternative crops with relevant characteristics is important. Vigna unguiculata L. is therefore a crop of great interest. However, cowpeas are still susceptible to some pathogens, such as the CowPea Severe Mosaic Virus (CPSMV). Under adverse conditions, such as infection by pathogens, one of the initial mechanisms for the stress response involves the production of reactive oxygen species. One of these molecules is hydrogen peroxide, which has its highest production rate related to Glycolate Oxidase (GOX), an enzyme in the photorespiration process, but like all reactive species, its production and consumption must be finely balanced, so there is the peroxisomal enzyme Catalase (CAT), responsible for this control during a stress phenomenon. The aim of this study was therefore to analyse the expression of GOX and CAT gene copies, at transcript and activity level, in response to CPSMV. To this end, the plant specimens were inoculated with CPSMV at three time points (16 hours, 48 hours and 144 hours). Analyses of catalase enzyme activity showed differences between the cultivars only in the initial hours (16h), in the control conditions of inoculated Pitiúba and Mock, possibly related to the initial response to the pathogen. In addition, analyses using DAB (3,3'-Diaminobenzidine) staining, MDA (Malonaldehyde) and peroxide content were used to determine the degree of oxidative stress, again with differences only between Pitiúba Mock and inoculated at 16 and 48 hours. In addition, the expression data showed differences mainly in the VuGOX1 gene in the Macaíbo cultivar, whose expression was induced during infection compared to the Mock. While VuGOX2 was the gene with the highest abundance at transcript level, showing differences between the cultivars at times of 16 and 144h, with reduced expression in inoculated Pitiúba compared to Mock 144h. Analysis of cis-elements showed regions that corroborate points raised in the discussion, mainly related to the pathogen response route and the synthesis of salicylic acid (SA). Thus, it is hoped that the results found will help breeding programmes and understanding of the resistance phenomenon.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85601
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8404-5457
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4875243075704587
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/8216921216597311
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DBBM - Dissertações defendidas na UFC

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