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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2020.tde-27112019-163522
Document
Author
Full name
Daniele Silva Pereira Rosado
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Rossi, Maria Magdalena (President)
Araujo, Wagner Luiz
Oliveira, Mariana Cabral de
Teixeira, Marcelo Menossi
Title in Portuguese
Caracterização funcional dos fatores de transcrição PIF (Phytochrome Interacting Factors) em tomateiro: papel na produtividade e qualidade nutricional de frutos carnosos
Keywords in Portuguese
Desenvolvimento
Fator de transcrição
Fitocromo
Luz
Produtividade
Sinalização
Solanum lycopersicum
Tomate
Vitamina E
Abstract in Portuguese
O tomate tem grande importância econômica e nutricional. Durante o amadurecimento do fruto, os cloroplastos são convertidos em cromoplastos, a clorofila é degradada e metabólitos secundários de importância nutracêutica, como carotenoides e vitamina E (VTE), são acumulados. A luz tem papel fundamental na regulação da atividade plastidial e, portanto, na determinação da qualidade nutricional dos frutos. Por exemplo, o silenciamento do gene DE-ETIOLATED 1, um efetor negativo na via de transdução de sinal luminoso, leva ao aumento do número de cloroplastos e ao maior acúmulo de clorofila, carotenoides e VTE em frutos tomate. Ainda, a luz tem papel fundamental na determinação dos ritmos de crescimento e no tempo de floração em diversas espécies. Em Arabidopsis thaliana, na presença de luz, os fitocromos (PHYs) induzem a degradação dos fatores de interação a PHYs (PHY-Interacting Factors, PIFs). As AtPIFs são fatores de transcrição que atuam como reguladores negativos da fotomorfogênese e participam de uma extensa rede regulatória que controla diversos processos do desenvolvimento desde a germinação até a senescência. Diretamente, as AtPIF controlam genes relacionados à biogênese e manutenção de cloroplastos, síntese e degradação de clorofila, carotenogênese, floração e crescimento. Assim, as PIF surgem como potenciais alvos de manipulação para melhoramento da qualidade nutricional e da produtividade. Neste contexto, este projeto objetivou caracterizar funcionalmente as PIFs de tomateiro. Desta maneira, no Capítulo I, foram identificados os genes SlPIF, os quais foram estudados no contexto de diversidade, história evolutiva e perfil de expressão. No Capítulo II, foi avaliado o efeito da luz sobre o metabolismo de VTE e a participação das SlPIFs como fatores regulatórios. No Capítulo III, foi avaliado o impacto do silenciamento do gene SlPIF4 sobre a produtividade e qualidade nutricional de frutos. Assim, este trabalho traz novas informações que auxiliam na compreensão do papel desempenhado pelas proteínas SlPIFs na regulação de importantes processos metabólicos e do desenvolvimento, que, por fim, afetam caracteres de interesse agronômico e nutricional do tomate
Title in English
Functional characterization of tomato PIF (Phytochrome Interacting Factors): role in fleshy fruit yield and nutritional quality
Keywords in English
Development
Light
Phytochrome
Signaling
Solanum lycopersicum
Tomato
Transcription fator
Vitamin E
Yield
Abstract in English
Tomato is a species of great economical and nutritional importance. During fruit ripening, chloroplasts are converted into chromoplasts, chlorophylls are degraded and secondary metabolites of nutraceutical importance, such as carotenoids and vitamin E (VTE), accumulate. Light plays a key role in the regulation of plastid activity and, therefore, of fruit nutritional quality. For instance, silencing of DE-ETIOLATED 1, a negative effector on light signaling, leads to increased chloroplast number and higher levels of chlorophyll, carotenoids and vitamin E in tomato fruits. On the other hand, light affects growth rates and flowering time in various species. In Arabidopsis thaliana, light-activated phytochromes (PHYs) induce the degradation of PHY- interacting factors (PIFs). PIFs as transcription factors acting as negative regulators of photomorphogenesis, part of a complex regulatory network that controls many developmental processes, from seed germination to senescence. AtPIFs directly regulate genes involved in plastid biogenesis and maintenance, chlorophyll breakdown, carotenogenesis, as well as pathways regulating growth and flowering. Therefore, PIFs emerge as potential targets of genetic manipulation towards improving fruit yield and quality. In this context, this work aimed to functionally characterize tomato PIFs. In Chapter I, SlPIFs were identified, and their diversity, evolutionary history and expression profile were studied. In Chapter II, the impacts of light on vitamin E biosynthesis and the role of SlPIFs as regulators of this process were investigated. In Chapter III, the effects of SlPIF4 constitutive silencing were evaluated regarding mainly fruit production and nutritional quality. Overall, this work brings new information that help understanding the role of SlPIFs in the regulation of important developmental and metabolic process, that ultimately affect agronomic and nutraceutical characteristic of the tomato fruit
 
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Release Date
2021-11-26
Publishing Date
2020-01-16
 
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