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Tipo do documento: Tese
Título: Caracterização in silico de transportadores de fósforo e desempenho de cultivares de Megathyrsus maximus em diferentes níveis de fósforo
Título(s) alternativo(s): In silico characterization of phosphorus transporters and performance of Megathyrsus maximus cultivars at different phosphorus levels
Autor: Bavaresco, Lorrayne Guimarães 
Primeiro orientador: Ribas, Alessandra Ferreira
Primeiro membro da banca: Santos, Ana Cláudia Pacheco
Segundo membro da banca: Machado Neto, Nelson Barbosa
Terceiro membro da banca: Rabêlo, Flávio Henrique Silveira
Quarto membro da banca: Souza, Silvia Graciele Hülse de
Resumo: As gramíneas forrageiras são a principal fonte de alimentação de animais ruminantes, porém, a deficiência de fósforo (P) em solos tropicais afeta negativamente a produtividade e a qualidade das pastagens. As plantas possuem um sistema de aquisição e distribuição de fósforo complexo que envolve diferentes transportadores celulares. No entanto, os genes relacionados ao transporte de P em Panicum spp. são pouco estudados. O objetivo desse trabalho foi caracterizar in silico os genes vacuolar H+-pirofosfatase (VHP) e transportadores de fosfato (PHT1 e PHO1) em Panicum spp. e, avaliar o perfil transcricional de transportadores de P e o desempenho de duas cultivares de Megathyrsus maximus (sin. Panicum maximum), sob níveis de P. As sequências dos genes descritos em Arabidopsis thaliana e Oryza sativa foram usadas para identificar sequências homólogas nas espécies Panicum hallii e Panicum virgatum disponíveis no Phytozome v 13. O experimento foi realizado em casa de vegetação, as mudas de duas cultivares (Mombaça e Aruana) de M. maximus foram submetidas a baixo e adequado P (0,05 mM e 1 mM de KH2PO4). Os parâmetros produtivos e a qualidade das forrageiras foram avaliados após 21 dias de crescimento nos tratamentos com níveis de P. Foram identificados 8, 12 e 3 genes em P. hallii e 14, 23 e 6 genes em P. virgatum, pertencentes as famílias VHP, PHT1 e PHO1, respectivamente. Com base na comparação filogenética entre as espécies Panicum spp, foram desenhados iniciadores para quatro genes MmVHP1, MmPHT1, MmPHO1b e MmPHO1c, cuja expressão foi analisada em folhas e raízes de M. maximus. As cultivares apresentaram menor expressão do gene MmVHP1 e maior expressão dos genes MmPHT1 e MmPHO1b nas folhas, em resposta a baixo P. Nas raízes, a expressão do gene MmPHT1 foi regulada positivamente. MmPHO1c apresentou baixa expressão e não foi induzido pelos tratamentos. A baixa disponibilidade de P reduziu o número de folhas, o perfilhamento, a biomassa da parte aérea e o valor nutricional de ambas as cultivares, no entanto, as plantas apresentaram maior crescimento de raízes de menor diâmetro. A qualidade nutricional da cv. Mombaça foi afetada pelo aumento de lignina e diminuição de hemicelulose em baixo P. Os resultados obtidos nesse trabalho reforçam o potencial de utilização de banco de dados de Panicum spp. para estudos em espécies relacionadas com genoma não sequenciado, como M. maximus, para a compreensão de estratégias de aquisição e uso interno de P pelas plantas em condições de baixa disponibilidade de P.
Abstract: Forage grasses are the main source of food for ruminant animals, however, phosphorus (P) deficiency in tropical soils negatively affects pasture productivity and quality. Plants have a complex phosphorus acquisition and distribution system that involves different cellular transporters. However, genes related to P transport in Panicum spp. are little studied. The objective of this work was to characterize in silico the vacuolar H+-pyrophosphatase (VHP) and phosphate transporters (PHT1 and PHO1) genes in Panicum spp. and, to evaluate the transcriptional profile of P transporters and the performance of two cultivars of Megathyrsus maximus (syn. Panicum maximum), under P levels. The gene sequences described in Arabidopsis thaliana and Oryza sativa were used to identify homologous sequences in the species Panicum hallii and Panicum virgatum available in Phytozome v 13. The experiment was carried out in a greenhouse, the seedlings of two cultivars (Mombaça and Aruana) of M. maximus were submitted to low and adequate P (0.05 mM and 1 mM of KH2PO4). Productive parameters and forage quality were evaluated after 21 days of growth in treatments with P levels. We identified 8, 12 and 3 genes in P. hallii and 14, 23 and 6 genes in P. virgatum, belonging to the VHP families, PHT1 and PHO1, respectively. Based on the phylogenetic comparison between Panicum spp species, primers were designed for four genes MmVHP1, MmPHT1, MmPHO1b and MmPHO1c, whose expression was analyzed in leaves and roots of M. maximus. The cultivars showed lower expression of the MmVHP1 gene and higher expression of the MmPHT1 and MmPHO1b genes in the leaves, in response to low P. In the roots, the expression of the MmPHT1 gene was upregulated. MmPHO1c showed low expression and was not induced by the treatments. The low availability of P reduced the number of leaves, tillering, shoot biomass and nutritional value of both cultivars, however, the plants showed greater growth of smaller diameter roots. The nutritional quality of cv. Mombaça was affected by an increase in lignin and a decrease in hemicellulose at low P. The results obtained in this work reinforce the potential of using a Panicum spp. for studies in related species with a unsequenced genome, such as M. maximus, for the understanding of acquisition strategies and internal use of P by plants under conditions of low P availability.
Palavras-chave: gramíneas forrageiras; Panicum spp; comparação genômica; proteínas de membrane; crescimento de plantas.
forage grasses; Panicum spp; genomic comparison; membrane proteins; plant growth.
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Oeste Paulista
Sigla da instituição: UNOESTE
Departamento: Doutorado em Agronomia
Programa: Doutorado em Agronomia
Citação: Bavaresco, Lorrayne Guimarães. Caracterização in silico de transportadores de fósforo e desempenho de cultivares de Megathyrsus maximus em diferentes níveis de fósforo. 2022. 107f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade do Oeste Paulista, Presidente Prudente, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdtd.unoeste.br:8080/jspui/handle/jspui/1466
Data de defesa: 1-Nov-2022
Appears in Collections:Doutorado em Agronomia

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