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Title: Biofortificação de arroz com zinco: quantificação e expressão gênica
???metadata.dc.creator???: Duarte, Rômulo Fredson
???metadata.dc.creator.Lattes???: http://lattes.cnpq.br/3141386744318012
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Faquin, Valdemar
???metadata.dc.contributor.referee1???: Guilherme, Luiz Roberto Guimarães
???metadata.dc.contributor.referee2???: Pereira, Joelma
???metadata.dc.contributor.referee3???: Paiva, Luciano Vilela
???metadata.dc.contributor.referee4???: Prom-u-thai, Chanakan
???metadata.dc.contributor.referee5???: Moraes, Milton Ferreira de
Keywords: Oryza sativa
Zinco
Biofortificação
Deficiência de zinco
Expressão gênica
Gene expression
Biofortification
???metadata.dc.date.submitted???: 20-May-2015
Issue Date: 13-Aug-2015
???metadata.dc.description.sponsorship???: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Citation: DUARTE, R. F. Biofortificação de arroz com zinco: quantificação e expressão gênica. 2015. 100 p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.
???metadata.dc.description.resumo???: Zinco (Zn) é um dos micronutrientes mais importantes para os seres humanos, plantas e animais. No entanto, o consumo de alimentos pobre em Zn, como é o caso de dietas ricas em arroz, pode levar à desnutrição com Zn nas pessoas. Por isso, o uso da biofortificação através do aumento do teor de Zn nos grãos, por exemplo, tem sido uma das abordagens mais sustentáveis para atenuar a deficiência de Zn. Assim, os objetivos desse trabalho por meio de dois experimentos foram avaliar: a) a variação da concentração de Zn nos grãos de acessos de arroz de terras altas do Brasil por meio da determinação por digestão ácida seguida de análise via espectrofotômetro de absorção atômica e pelo método de coloração por dithizone (DTZ); b) a intensidade de coloração de Zn nos grãos de arroz através do programa ImageJ software; c) o envolvimento de genes relacionados à absorção e translocação de Zn pela análise de expressão gênica durante diferentes estágios da planta de arroz; e, d) a relativa contribuição da absorção e translocação de Zn da planta para os grãos usando genótipos de arroz com diferentes concentrações de Zn em suas sementes. A partir dos resultados do primeiro experimento concluiu-se que o uso do método de coloração por DTZ, em conjunto com o ImageJ software, proporcionaram a identificação da variação da concentração de Zn nos grãos e entre as partes dos grãos (embrião, endosperma e aleurona) entre os genótipos de arroz estudados. Essa é uma descoberta importante àqueles interessados em desenvolver genótipos de arroz com alto teor de Zn nos grãos visando atenuar o problema de deficiência de Zn na população mundial. Assim, sugere-se essa metodologia para uma triagem rápida, quando se tem como objetivo o desenvolvimento de germoplasmas de arroz potenciais em acumular Zn. No entanto, seria interessante testar essa metodologia em maiores lotes de genótipos de arroz visando refinar esta metodologia. O segundo experimento observou que os genótipos de alta concentração de Zn na semente não foram os mais eficientes em Zn, porém foram encontrados os maiores teores de Zn nos grãos, o que pode estar associado à translocação de Zn da raiz para a parte aérea. Análises de expressão por sqPCR identificaram principalmente o OsZIP4 como o gene mais expresso, independentemente das fases de crescimento das plantas. Ademais, análises por qPCR também mostraram diferenças nos níveis de expressão nos diferentes tecidos das plantas cultivadas sob tratamentos com Zn. No entanto, outras investigações utilizando um grande conjunto de genótipos representativos para estudos com a biofortificação, bem como identificar características fisiológicas favoráveis ao acúmulo de Zn nos grãos podem ser necessárias.
Abstract: Zinc (Zn) is one of the most important micronutrients for humans, plants and animals. However, the consumption of food with low Zn concentration (e.g., rice cereal diets) can lead to human zinc deficiency. Thus, the use of the biofortification through the increasing of the grain zinc content, for instance, has been one of the most sustainable approaches to alleviate the Zn deficiency. In this study two experiments were conducted where we evaluated: a) the variation of Zn concentration in rice grain among accessions from Brazil through the determination by acid digestion followed by analyzes using atomic absorption spectrophotometer and dithizone staining method (DTZ); b) the Zn staining intensity in the rice grains by using the ImageJ software analysis; c) the genes involved in metal homeostasis through the gene expression analysis during different rice plant stages; d) the relative contribution of uptake and translocation of Zn from plant to grains using rice genotypes with different seed Zn concentration. The results of first experiment showed that using the DTZ staining method together with ImageJ software analysis led to the identification of the variation of Zn concentration in grains and between grains tissues (embryo, endosperm and aleurone layer) among the rice genotypes studied. This is an important finding for rice breeders interested in developing high-density Zn genotypes to solve the Zn deficiency problem among the world's population. Thus, we suggest this methodology as a rapid screening procedure for the development of potential rice germplasm in accumulating Zn. However, it would be interesting to test this methodology in a large set of rice genotypes aiming for further refined calibration. In the second experiment observed that the high density Zn genotypes are not the most Zn efficient genotypes, but they promoted higher grain Zn content, which can be associated to root-shoot Zn translocation. Analysis of gene expression by sqPCR identified OsZIP4 as the more expressed gene independently of the plant growth stages. Additionally, qPCR analysis showed also differences in relative expression levels in different plant tissues grown under Zn treatments. However, further investigations following a wide group of representative genotypes for studies with biofortification, and identify physiological characteristics favorable to Zn accumulation in the grain may be necessary.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/9771
???metadata.dc.language???: por
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