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Tipo: TCC
Título: Estabelecimento de protocolo para isolamento de protoplastos a partir de raiz de Jatropha curcas
Autor(es): Lima, Isabelly Maria Barros de
Orientador: Campos, Francisco de Assis de Paiva
Palavras-chave: Jatropha curcas;Protoplasto;Sintase do Casbeno
Data do documento: 2018
Citação: LIMA, Isabelly Maria Barros de. Estabelecimento de protocolo para isolamento de protoplastos a partir de raiz de Jatropha curcas. 2018. 42 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Ciências Biológicas) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: Jatropha curcas J. é uma espécie popularmente chamada de pinhão manso. Serve para diversas aplicações econômicas, mas se destaca principalmente como uma alternativa para a produção de biocombustível a partir do óleo extraído de suas sementes. O “bolo” gerado durante essa extração contém entre 24 e 28% de proteína em base seca e poderia ser utilizado para a alimentação animal, entretanto essa prática não é realizada porque a semente tem alta concentração tóxica devido a presença de diterpenos (ésteres de forbol). A biologia molecular oferece o possível bloqueio da síntese dos ésteres de forbol através do silenciamento de genes responsáveis pelo desenvolvimento desses compostos, especialmente na sintase do casbeno (SC), uma enzima que atua na reação que gera o casbeno, precursor da maioria dos diterpenos de Euphorciaceae. Existem 3 genes identificados com comprovada atividade de sintase de diterpenos, uma perspectiva para essa linha de pesquisa é utilizar a técnica CRISPR/Cas9 para bloquear tais genes, regenerando assim plantas de J. curcas com nenhuma ou, pelo menos, baixa toxicidade. Mas para a realização desse procedimento é necessário o uso de protoplastos da planta a ser modificada, protocolo esse que o pinhão manso não possui. Por isso nesse trabalho focou-se o isolamento de protoplastos de raiz de J. curcas, já que o gene e a proteína para a SC foram encontrados mais significantemente nas raízes e é esperado que a expressão gênica dos protoplastos isolados mantenham os padrões do tecido de origem. O isolamento de protoplastos foi baseado no protocolo de Deryckere et al. (2012) para plantas do gênero Cichorium, com certas adaptações para se ajustar às necessidades da J. curcas. As plantas foram desenvolvidas em 3 condições: in vivo, in vitro e hidroponia. Foram utilizados pedaços de 1,5 a 2 cm da extremidade da raiz (região da coifa) cortados longitudinalmente em pedaços de 2 mm em microscópio estetoscópio, removendo o estelo central, e colocados em solução P0 (pH 5,5). Em seguida, as raízes foram colocadas em solução P0 adicionada de 1% de celulase e 0,5% de macerozyme. Essas raízes ficaram no escuro sobre leve agitação, durante 16h, para a digestão da parede celular do tecido. Os resultados não apresentaram grandes discrepâncias dentre os testes individuais: baixo rendimento de protoplastos viáveis e grande concentração de debris (fragmentos de células e tecidos). Apesar dos resultados esperados não terem sido obtidos, esse trabalho servirá como base para eventuais pesquisas futuras que desejem isolar protoplastos de raízes de J. curcas, já que define algumas de suas muitas peculiaridades.
Abstract: Jatropha curcas J. is a species popularly known as physic nut. It serves several economic applications, but it stands out mainly as an alternative to produce biofuel made with the oil extracted from its seeds. The "cake" generated during this extraction contains from 24 to 28% of protein in a dry basis and could be used to feed animals, however this practice is not performed because the seed has a high concentration of toxic substances due to the presence of diterpenes (phorbol esters). Molecular biology offers the possible blockade of the phorbol esters synthesis by silencing the genes responsible for the development of these compounds, especially in casbene synthase (CS), an enzyme that acts on the reaction that generates casbene, the precursor of most diterpenes of Euphorciaceae. There are 3 genes identified with proven activity for diterpene synthase, one perspective for this line of work is to use the CRISPR / Cas9 technique to block such genes, thus regenerating J. curcas plants with no or at least low toxicity. But for the accomplishment of this procedure is necessary to use protoplasts of the plant to be modified, such protocol is not available for the physic nut yet. Therefore, in this research the isolation of root protoplasts of J. curcas was the focus, since both the gene and the protein for the CS were found more significantly in the roots and it is expected that the gene expression of the isolated protoplasts maintain the patterns of the original tissue. Isolation of protoplasts was based on the protocol published by Deryckere et al. (2012) for plants of the Cichorium genus, with certain adaptations to fit the needs of J. curcas. The plants were developed in 3 conditions: in vivo, in vitro and hydroponics. Pieces from 1.5 to 2 cm of the root tip were cut longitudinally into 2 mm pieces under a stethoscope microscope, removing the central stele, and placed in P0 solution (pH 5.5). The roots were then placed in P0 solution with 1% cellulase and 0.5% macerozyme. These roots were left in the dark with gentle shaking for 16 hours, so that the digestion of the cell wall of the tissue could occur. The results did not present great discrepancies among the individual tests: low yield of viable protoplasts and high concentration of debris (cell and tissue fragments). Although the expected results have not been obtained, this work will pose as a basis for possible future researches that wish to isolate protoplasts from roots of J. curcas, since it defines some of its many peculiarities.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/62496
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