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Type: Dissertação
Title: Cinética dos fatores de iniciação da tradução em Vigna unguiculata L. (WALP.) e estratégias de tolerância de Nicotiana tabacum L. (VAR. XHANTI) frente à inoculação com o vírus do mosaico severo do CAUPI (CPSMV), um patógeno natural de plantas leguminosas
Title in English: Kinetics of initiation factors in Vigna unguiculata L. (Walp.) and tolerance strategies of Nicotiana tabacum L. (var. Xhanti) in front of inoculation with cowpea severe mosaic virus (cpsmv), a natural pathogen of legumes
Authors: Bret, Raissa Souza Caminha
Advisor: Oliveira, José Tadeu Abreu de
Keywords: CPSMV;Nicotiana tabacum;Defesa vegetal;eIF4E;H2O2
Issue Date: 2018
Citation: BRET, Raissa Souza Caminha . Cinética dos fatores de iniciação da tradução em Vigna unguiculata L. (WALP.) e estratégias de tolerância de Nicotiana tabacum L. (VAR. XHANTI) frente à inoculação com o vírus do mosaico severo do CAUPI (CPSMV), um patógeno natural de plantas leguminosas. 2018. 119 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Brazilian Portuguese: As doenças provocadas por vírus são a principal causa da perda de rendimento das culturas. O Cowpea severe mosaic virus (CPSMV), um vírus do gênero Comovirus, infecta especificamente o feijão-caupi (Vigna unguiculata L.), uma importante cultura mundial. O objetivo principal deste trabalho foi indicar mecanismos de defesa de plantas contra o CPSMV, especificamente utilizando genótipos resistentes e susceptíveis de feijão-de-corda (Vigna unguiculata L. Walp.) e plântulas de tabaco (Nicotiana tabacum L. var. Xanthi) cultivadas in vitro como modelos de estudo. Primeiro, as respostas transcricionais dos fatores de iniciação da tradução 4E (eIF4E) e sua isorforma (eIF(iso)4E) em resposta à infecção pelo CPSMV foram estudadas em folhas de cinco genótipos de V. unguiculata com diferentes níveis de resistência ao vírus. Os resultados mostraram que a transcrição de eIF4E e eIF(iso)4E foram moduladas após a infecção pelo CPSMV dependentemente do grau de susceptibilidade de cada genótipo testado. Em um segundo experimento, folhas de plântulas de tabaco foram cultivadas in vitro foram inoculadas com CPSMV ou com a solução controle, sendo os resultados avaliados 1, 2 e 6 dias após a inoculação. Embora não tenham sido observados sintomas visuais, detectou-se acúmulo de proteína do capsídeo do CPSMV, além de menor acúmulo de proteínas solúveis e RNA em folhas inoculadas com o vírus. Além disso, observou-se acúmulo de H2O2 principalmente entre o primeiro e o segundo dias após a inoculação viral. O CPSMV modulou as atividades de algumas enzimas relacionadas à defesa e expressão transcrita no tabaco em benefício próprio, como revelado pela baixa regulação de genes envolvidos na defesa da planta (RDR2, NR, BRI1 e BAK1), aumento da atividade da glucanase, e aumento na regulação do fator de iniciação da transcrição eIF4E. Por outro lado, as plântulas de tabaco tentaram superar a infecção viral por modulação dos conteúdos de H2O2 e compostos fenólicos e as atividades de enzimas relacionadas (superóxido dismutase, peroxidase de ascorbato, fenilalanina amônia-liase e peroxidase de guaiacol), apresentando padrões de planta tolerante. Assim, sugere-se que N. tabacum é tolerante ao CPSMV por promover maior produção de H2O2 e composto fenólico e aumento da atividade de algumas enzimas relacionadas à defesa.
Abstract: The virus diseases are the major cause of crop yield loss. The Cowpea Severe Mosaic Virus (CPSMV), a virus from the genus Comovirus, specifically infects cowpea (Vigna unguiculata L.), an important crop worldwide. This study mainly aimed to indicate mechanisms for plant defense against CPSMV, specifically using resistant and susceptible genotypes of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) and in vitro-cultivated tobacco seedlings (Nicotiana tabacum L. var. Xanthi) as study models. First, the transcriptional responses of the translation initiation factor 4E (eIF4E) and its isoform (eIF(iso)4E) in response to CPSMV infection were studied in leaves of five V. unguiculata genotypes with different levels of virus resistance. The results showed that the transcription of eIF4E and eIF(iso)4E were modulated after CPSMV infection depending on the degree of susceptibility of each genotype tested. In a second experiment, leaves of tobacco plantlets grown in vitro were CPSMV- and mock-inoculated and the results were evaluated at 1, 2 and 6 days post-inoculation. Although no visual symptoms were observed, CPSMV-capsid protein accumulation was detected in infected leaves, in addition to lower accumulation of soluble proteins and RNA. Additionally, a H2O2 accumulation was observed mainly between the first and the second day after the virus inoculation. CPSMV modulated the activities of some defense-related enzymes and transcript expression in tobacco to its own benefit, as revealed by down-regulation of genes involved in plant defense (RDR2, NR, BRI1, and BAK1), increase in glucanase activity, and up-regulation of the transcription initiation factor eIF4E, which is related to CPSMV protein synthesis, replication, and spread. On the other hand, tobacco plantlets attempted to overcome the viral infection by modulation of the H2O2 and phenolic compound contents, and the activities of related enzymes (superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, phenylalanine ammonia-lyase, and guaiacol peroxidase), exhibiting patterns of a tolerant plant. Altogether it appears that N. tabacum is CPSMV-tolerant because it responds with higher H2O2 and phenolic compound production and increased activity of some defense-related enzymes.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/38780
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