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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2022.tde-09022023-174651
Documento
Autor
Nombre completo
Marina Viana Queiroz
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2023
Director
Tribunal
Kluge, Ricardo Alfredo (Presidente)
Tessmer, Magda Andréia
Castro, Paulo Roberto de Camargo e
Preczenhak, Ana Paula
Título en inglés
The role of EARLY FLOWERING 3 and PHYTOCHROME B interaction in response to red light in Arabidopsis thaliana
Palabras clave en inglés
Circadian clock
Environmental cues
Evening complex
Phytochromes
Resumen en inglés
The circadian clock is a complex internal mechanism that is responsible for translating environmental cues into physiological and metabolical changes to increase plant fitness. Due to its complexity, there is a gap in the knowledge between light perception and light response, moreover, which genes are operating and how it happens. Previously work has shown that PHYTOCHROME B acts to stabilize EARLY FLOWERING 3, however, this study could be partially compromised by the presence of metabolites from photosynthesis, internal cues that are capable of resetting the clock. This work aims to understand the role of EARY FLOWERING 3 and PHYTOCHROME B interaction in the response to red light in Arabidopsis thaliana under photosynthesis inhibition. To do that it was used the transgenic lines E1.06, elf3-2, YHB, YHB ABCDE, and phyB ABCDE. Arabidopsis seeds were sown in MS-agar and MS-agar with 1% Sucrose plates and left in the growth chamber for 5 days at 22°C under 12:12 L/D cycles of 60 μmol m-2 s-1 white LED light before circadian imaging. After 5 days, seedlings were transferred to MS and Sucrose plates and sprayed with a solution containing luciferin. The photosynthesis was inhibited by soda lime, 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (DCMU) and dibromothymoquinone (DBMIB) in both MS and Sucrose plates. Circadian imaging was completed over 5 days using an Andor iKon-M CCD camera controlled by μManager and data were processed using ImageJ. Patterns of luciferase activity were fitted to cosine waves using fast Fourier transformnonlinear least squares (FFT-NLLS) to estimate circadian period length. ELF3 is not necessary for YHB to induce photomorphogenesis. The conclusions are ELF3 protein modulates photosynthetic inputs into the circadian system and together with phytochrome B definitely has a role in the red- light response and temperature regulation. However, is not possible to understand the contribution of ELF3 to temperature entrainment yet. Moreover, the superior performance of YHB ABCDE in the experiments under temperature variation, could expand the hypothesis about the application of phytochrome B in temperature adaptation serving as a key mediator of information to the circadian clock.
Título en portugués
O papel da interação entre o EARLY FLOWERING 3 e PHYTOCHROME B na resposta a luz vermelha em Arabidopsis thaliana
Palabras clave en portugués
Ciclo Circadiano
Complexo noturno
Fitocromos
Sinais ambientais
Resumen en portugués
O ciclo circadiano é um mecanismo interno complexo responsável por traduzir sinais ambientais em mudanças fisiológicas e metabólicas promovendo a adaptação das plantas. Devido à sua complexidade, há uma lacuna no conhecimento entre percepção luminosa e resposta à luz, além disso, não se sabe ao certo como os genes estão operando. Trabalhos anteriores mostram que o PHYTOCHROME B estabiliza o EARLY FLOWERING 3, no entanto, este estudo pode ser parcialmente comprometido pela presença de metabólitos derivados da fotossíntese, que são capazes de resetar o relógio. Este trabalho visa compreender o papel da interação EARLY FLOWERING 3 e PHYTOCHROME B na resposta à luz vermelha em Arabidopsis thaliana sob inibição da fotossíntese. Para isso foram utilizadas as linhagens transgênicas E1.06, elf3-2, YHB, YHB ABCDE, e phyB ABCDE. As sementes de Arabidopsis foram semeadas em meio MS-agar e MS-agar com sacarose a 1% e deixadas na câmara de crescimento por 5 dias a 22°C sob ciclos de 12:12 L/D de 60 μmol m-2 s-1 de luz LED branca antes da captura da imagem circadiana. Após 5 dias, as mudas foram transferidas para placas de MS e Sacarose e pulverizadas com solução contendo luciferina. A inibição da fotossíntese foi feita utilizando soda lime, 3-(3,4-diclorofenil)-1,1-dimetilureia (DCMU) ou dibromotimoquinona (DBMIB) em ambas as placas MS e Sacarose. A imagem circadiana foi concluída ao longo de 5 dias usando uma câmera Andor iKon-M CCD controlada pelo μManager e os dados foram processados usando o ImageJ. Padrões de atividade de luciferase foram ajustados para ondas cosseno usando transformada rápida de Fourier não lineares mínimos quadrados (FFT-NLLS) para estimar a duração do período circadiano. As conclusões desse trabalho são a proteína ELF3 modula as entradas fotossintéticas no sistema circadiano e, juntamente com o fitocromo B, definitivamente tem um papel na resposta à luz vermelha e na regulação da temperatura. No entanto, ainda não é possível entender perfeitamente a contribuição de ELF3 para a adaptação à variação de temperatura. Além disso, o desempenho superior de YHB ABCDE nos experimentos sob variação de temperatura, poderia ampliar a hipótese sobre a aplicação do fitocromo B na adaptação à temperatura servindo como um mediador chave de informações para o relógio circadiano.
 
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Fecha de Liberación
2024-12-12
Fecha de Publicación
2023-02-10
 
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