Efeito da superexpressão do gene OVP1 em parâmetros fisiológicos e caracteres relacionados a produtividade de grãos em arroz de terras altas

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dc.contributor.advisor1Brondani, Claudio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4775600104554147pt_BR
dc.contributor.referee1Brondani, Claudio
dc.contributor.referee2Vianello, Rosana Pereira
dc.contributor.referee3Prado, Guilherme Souza
dc.creatorRocha, Dhiôvanna Corrêia
dc.creator.Latteslattes.cnpq.br/2418099106332503pt_BR
dc.date.accessioned2023-04-05T10:37:02Z
dc.date.available2023-04-05T10:37:02Z
dc.date.issued2021-02-05
dc.description.abstractPopulation growth, climate change and reduction of area for cultivation are some of challenges that agriculture has been facing in recent years, making it necessary to develop cultivars to meet global demand for food. The highland rice cultivar BRSMG Curinga was transformed via Agrobacterium tumefaciens to overexpress the OVP1 gene. OVP1 gene encodes a protein that pumps protons across membranes using the energy from breaking down inorganic pyrophosphate (Pi) and trigger various metabolic and morphological changes in plants. This work aimed to evaluate the performance of some traits related to grain yield, physiology, and gene expression of genetically modified (GM) rice that overexpressed the OVP1 gene (OVP1-E4) compared to the non-genetically modified (NGM). Two experiments were carried out under controlled conditions at Embrapa Rice and Beans in the 2018/2019 and 2019/2020 seasons. The experimental design was based on complete randomized blocks with eight repetitions for the first experiment and four for the second. Some traits related to grain yield in rice and physiological data were collected with the IRGA device during the reproductive phase (stages R2, R3, R4, R6, R7, R8 e R9), making it possible to estimate the carboxylation efficiency (A/Ci) and the instantaneous (A/E) and intrinsic water (A/Gs) use efficiency were estimated. The OVP1 gene was quantified by RT-qPCR and the transcriptome was evaluated through RNAseq. A joint analysis of variance (p<0.05) was performed for the collected data in the two experiments. The OVP1-E4 event stood out for producing 21% more grains per panicle and 31% more filled grains than NGM. Significant physiological changes were found during grain filling (R6). At this stage, the OVP1-E4 event showed an increase of 61% in the photosynthetic rate and was 89% more efficient in carboxylation than NGM, without the occurrence of an increase in stomatal conductance and in the transpiratory rate. GM plants were also more efficient in using water. OVP1 gene was more expressed in the OVP1-E4 event during the grain filling period, and genes involved in photosynthesis were up-regulated in GM plants. Overexpression of OVP1 gene resulted in plants with physiological and phenotypic changes that pave the way for the development of rice cultivars more physiologically more efficient and more productive.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2023-04-04T21:42:16Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Dhiôvanna Corrêia Rocha - 2021.pdf: 2731921 bytes, checksum: c326678758dd8b9432a4e65b82028a3f (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
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dc.description.resumoO aumento populacional, as mudanças climáticas e a redução da área para cultivo são alguns dos desafios que a agricultura vem enfrentando nos últimos anos, fazendo com que seja necessário desenvolver cultivares que sejam mais produtivas para atender a demanda global por alimentos. A cultivar de arroz de terras altas BRSMG Curinga foi transformada via Agrobacterium tumefaciens para superexpressar o gene OVP1. O gene OVP1 codifica uma proteína capaz de bombear prótons através de membranas usando a energia da quebra do pirofosfato inorgânico (PPi), e pode causar diversas alterações metabólicas e morfológicas nas plantas. Este trabalho objetivou avaliar alguns caracteres relacionados a produtividade de grãos, a fisiologia e a expressão gênica do arroz geneticamente modificado (GM) para superexpressar o gene OVP1 (OVP1-E4) em relação ao BRSMG Curinga não geneticamente modificado (NGM). Foram realizados dois experimentos em condições controladas na Embrapa Arroz e Feijão, nas safras 2018/2019 e 2019/2020. O delineamento experimental foi baseado em blocos completos ao acaso com oito repetições para o primeiro ensaio e quatro repetições para o segundo. Foram obtidos os dados de alguns caracteres relacionados a produtividade de grãos em arroz, e dados fisiológicos foram coletados com o aparelho IRGA durante a fase reprodutiva (estádios R2, R3, R4, R6, R7, R8 e R9), possibilitando as estimativas da eficiência de carboxilação (A/Ci) e da eficiência no uso instantâneo (A/E) e intrínseco de água (A/Gs). O gene OVP1 foi quantificado via RT-qPCR e o transcritoma foi avaliado por RNAseq. Os dados coletados nos dois ensaios foram avaliados em uma análise de variância conjunta (p<0,05). O evento OVP1-E4 se destacou por produzir 21% mais grãos por panícula e 31% mais grãos cheios do que o NGM. Modificações fisiológicas significativas foram encontradas durante o enchimento de grãos (R6). Nesse estádio, o evento OVP1-E4 apresentou um incremento de 61% na taxa fotossintética e de 89% na eficiência de carboxilação, sem a ocorrência de um aumento na condutância estomática e na taxa transpiratória. As plantas GM também foram mais eficientes no uso de água e o gene OVP1 foi mais expresso no evento OVP1-E4 durante o enchimento de grãos (R6). Genes envolvidos na fotossíntese tiveram a expressão aumentada no evento OVP1-E4. A superexpressão do gene OVP1 resultou em plantas com alterações fisiológicas e fenotípicas que abrem caminho para o desenvolvimento de cultivares de arroz fisiologicamente mais eficientes e potencialmente mais produtivas.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationROCHA, D. C. Efeito da superexpressão do gene OVP1 em parâmetros fisiológicos e caracteres relacionados a produtividade de grãos em arroz de terras altas. 2021. 73 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento de Plantas) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/12729
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Agronomia - EA (RMG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas (EA)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectEngenharia genéticapor
dc.subjectProdutividade de grãospor
dc.subjectRT-qPCRpor
dc.subjectRNAseqpor
dc.subjectOryza sativapor
dc.subjectGenetic engineeringeng
dc.subjectGrain yieldeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA VEGETALpt_BR
dc.titleEfeito da superexpressão do gene OVP1 em parâmetros fisiológicos e caracteres relacionados a produtividade de grãos em arroz de terras altaspt_BR
dc.title.alternativeEffect of OVP1 gene overexpression on physiological parameters and traits related to grain yield in upland riceeng
dc.typeDissertaçãopt_BR

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