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Identificação e estudos funcionais de genes de resistência à patógenos e pragas induzidos por ácido jasmônico em cana-de-açúcar Cana de açúcar cultivada.

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1 Identificação e estudos funcionais de genes de resistência à patógenos e pragas induzidos por ácido jasmônico em cana-de-açúcar Cana de açúcar cultivada em cerca de 127 países subtropicais e tropicais Brasil responsável por 25% da produção mundial São Paulo responsável por metade da produção brasileira Introdução

2 Inibidores de proteinases (IPs) PR-6 Inibidores de carboxipeptidases Defensinas Tioninas Proteínas inativadoras de ribossomos (RIPs) Ciclofilinas (CyPs) Glicoproteínas ricas em hidroxiprolina (HRGP) PR-1 (antifúngica), PR-2 ( -glucanase) e PR-3 (Chitinase) e PR-5 (taumatina) Proteínas (conhecidas) induzidas por AJ Proteínas PR : Ácido Jasmônico Sintetizado pela planta em condições de estresses biótico e abiótico

3 Utilizar a tecnologia de DNA macroarrays para detecção de expressão diferencial de genes em plantas de cana-de- açúcar tratadas com ácido jasmônico Objetivo

4 Biossíntese do ácido jasmônico Início após a ativação de receptores localizados na membrana celular Estes conduzem à ativação de fosfolipases que realizam a liberação do ácido linolenico das membranas composto OPDA (ácido 12-oxo- fitodienóico) produzido após a ação da redutase de OPDA

5 Inibidores de proteinases (IPs) PR-6 Inibidores de carboxipeptidases Defensinas Tioninas Proteínas inativadoras de ribossomos (RIPs) Ciclofilinas (CyPs) Glicoproteínas ricas em hidroxiprolina (HRGP) PR-1 (antifúngica), PR-2 ( -glucanase) e PR-3 (Chitinase) e PR-5 (taumatina) Proteínas (conhecidas) induzidas por AJ Proteínas PR :

6 Em solanáceas peptídeo de 18 aminoácidos liberado em locais afetados por insetos ou ferimentos envolve síntese do ácido jasmônico (Ryan & Pearce, 1998) considerado o primeiro polipeptídio-hormônio, regulando a ativação de mais de 20 genes de defesa em resposta à patógenos e pragas, incluído genes que codificam inibidores de proteases (IPs) (Ryan, C.A., 2000) Sistemina Ácido jasmônico : resposta típica de um receptor ( Não conhecido ) Receptor

7 Tratamentos Pulverização da parte aérea com MJ (100 M) em BOD 6 plântulas / tratamento Extração de RNA e preparo das sondas de cDNA: TratamentoTempo de exposição 1Controle 215 min 330 min 460 min 53 h 66 h 712 h

8 Macroarray Tratamento A RNA total A cDNA Probe A Tratamento B RNA total B cDNA Probe B

9 Expressão diferencial Resultados Trat 4.7 Trat h após pulverizaçãoControle

10 Scatter-Plot – Perfil de indução dos genes ( Controle x AJ 12 h )

11 Cinética da expressão dos genes induzidos Agrupamento de perfis de expressão

12

13

14 PAL

15 Desconhecida

16 Proteína Quinase

17 ligninificação Peroxidase Fitoalexina PAL Cloroplasto 100 M JA (exógeno) LOX AOS JA Catalase H2OH2O H2O2H2O2 ? Kinase Fator transcripcional Núcleo ? Indução de genes de defesa O2O2 SOD Desaturase LA PKC Influxo de Cálcio Calnexina VSPs ? Parede celular Membrana plasmática PLA2 PKC

18 Conclusões - genes bem conhecidos serem induzidos por AJ ( Ex. PAL, VSP, etc.) - genes recentemente descobertos serem induzidos por MJ (HSPs) - novos genes de função desconhecida Detectamos:

19 c) Confirmar a expressão de genes identificados por "Northern blot"; e) Analisar as seqüências, objetivando a busca de domínio conservados f) Superexpressar os genes selecionados em tabaco, objetivando determinar suas possíveis funções. Prospecto futuro

20 ligninificação Peroxidase Fitoalexina PAL Cloroplasto 100 M JA (exógeno) LOX AOS JA Catalase H2OH2O H2O2H2O2 ? Kinase Fator transcripcional Núcleo ? Indução de genes de defesa O2O2 SOD Desaturase LA PKC Influxo de Cálcio Calnexina VSPs ? Parede celular Membrana plasmática PLA2


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