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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.9.2011.tde-14062013-175343
Documento
Autor
Nome completo
Natália Eudes Fagundes de Barros
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2011
Orientador
Banca examinadora
Finardi Filho, Flavio (Presidente)
Iguti, Antonia Miwa
Marquez, Ursula Maria Lanfer
Peres, Lazaro Eustaquio Pereira
Pueyo, Manuel Troyano
Título em português
Diversidade genética em cultivares de mandioca (Manihot esculenta) da Região Amazônica, padrões de atividade amilolítica e expressão gênica de α-amilase
Palavras-chave em português
Caxiuanã
Deterioração pós colheita
Juruti
Mandioca doce
PCR em tempo real
Pearson
RAPD
Resumo em português
A mandioca (Manihot esculenta Crantz), apesar de ser muito cultivada e consumida no país, é uma planta da qual se conhece pouco sobre características intrínsecas do vegetal e as transformações bioquímicas que ocorrem em suas raízes tuberosas. Os traços fenotípicos das raízes foram usados para classificações empíricas, mas o emprego de técnicas de biologia molecular ainda é pouco utilizado para mostrar novos marcadores moleculares que poderiam identificar, além de traços agronômicos, fatores nutricionais, sensoriais e de qualidade que afetam essas raízes comestíveis. A participação de enzimas endógenas, como a α-amilase, pode estar relacionada com o processo de deterioração pós-colheita, no caso, fornecendo energia para o desenvolvimento microbiano. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar a diversidade genética entre cultivares de mandioca, as expressões gênicas de α-amilase e da amido-sintase ligada ao grânulo, e a atividade amilolítica total. Amostras de variedades de mandioca, consideradas doce, foram coletadas nas reservas indígenas de Juruti e Caxiuanã, PA, e mantidas na Embrapa Agrobiologia (Seropédica, RJ). Para as análises de diversidade genética, foi extraído o DNA de folhas de 30 amostras e utilizado como molde em PCR-RAPD, a partir de 20 oligonucleotídeos do conjunto Operon W. Os amplicons foram submetidos à eletroforese em gel de agarose e fotodocumentados. Os padrões obtidos por PCR-RAPD foram agrupados através de coeficiente de Pearson e expressos sob dendograma. As análises por RAPD, utilizando o oligonucleotídeo OPW-12, permitiram a distinção das variedades e demonstraram alto grau de similaridade genética entre as amostras de mandioca avaliadas, permitindo a identificação de três grupos. Nestes grupos, estão distribuídas 28 das 30 amostras analisadas, com 75% de similaridade genética entre elas. Paralelamente, amostras de raízes das 30 variedades de mandioca foram empregadas em ensaios de determinação da atividade amilásica, sendo observada ampla variação entre as variedades. Igualmente, para os estudos de expressão gênica da α-amilase e GBSSI, o RNA total foi extraído a partir das raízes de 30 amostras de mandioca, e utilizado como molde na obtenção de c-DNA e posterior amplificação por RT-PCR em tempo real. A análise da expressão relativa demonstrou discreta variação entre as amostras analisadas. Entretanto, somente a amostra 19 (variedade Açaí-Tinga) apresentou variação expressiva na quantificação relativa (3,18) para MEAMY, e as amostras 19 (variedade Açaí-Tinga) e 29 (Jabuti) apresentaram variação expressiva na quantificação relativa de GBSSI (4,13 e 2,58 respectivamente).
Título em inglês
Genetic diversity in cassava varieties from Amazon, amylolitic activity and gene expression of α-amylase
Palavras-chave em inglês
Caxiuanã
Deteriorative process postharvest
Juruti
Pearson
RAPD
Real time PCR
Sweet cassava
Resumo em inglês
Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a worldwide important crop, but some intrinsic feature of this plant remained unclear. Phenotypic characteristics of the roots of cassava are still used to classified them in spite of molecular biology technics to identify agronomic traits, nutritional factors, quality and sensorial parameters of the eatable parts of this plant. Endogenous enzymes, like α-amylase, may be involved on the deteriorative process after harvest by the release of sugars to the microbial proliferation into the roots. The objectives of this study were to use a RAPD assay to identify some DNA variations within and between cassava varieties, expression of α-amylase and granule-bound starch synthase gene, as well as amylolitic activity in the roots. Several cassava accessions were collected from indigenous community Caxiuanã and Juruti, state of Pará. The cultivars were grown in EMBRAPA Agrobiologia, state of Rio de Janeiro. Thirty cassava accessions were sampled to prepare DNA templates from cassava leaf. RAPD was performed using twenty commercial primers OPW, and the amplified DNAs for each sample were run in agarose gel. RAPD patterns were grouped following Pearson's coefficient, used to construct a dendogram. RAPD-PCR with primer OPW-12 showed that most varieties of this work showed a very similar fingerprint pattern, indicating that they were likely related. Twenty eight from 30 cassava cultivars analyzed presented more closely genotype, and were distributed into three groups by dendogram. These groups showed similarity coefficient of 75%. Amylolytic activity was determined by quantification of the amount of reducing sugars released during enzymatic reaction with aqueous extract from cassava roots, and variations were observed among cultivars. The evaluation of gene expression showed α-amylase and granule-bound starch synthase genes have been shown to be differentially expressed in some cultivars, with higher expression of MEAMY gene on sample 19, Açaí-Tinga variety, and the same sample 19 and 29, Jabuty variety, for GGSSI gene.
 
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Data de Publicação
2013-08-27
 
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