Associação da expressão de dois genes da família MATE com a tolerância ao alumínio em três espécies de Eucalyptus sp.
| dc.contributor.advisor | Paiva, Luciano Vilela | |
| dc.contributor.referee | Esteves, Giovana | |
| dc.contributor.referee | Santos, Breno Régis | |
| dc.contributor.referee | Paiva, Luciano Vilela | |
| dc.creator | Martins, Mark Melo | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2593399465935224 | |
| dc.date.accessioned | 2025-11-14T14:43:47Z | |
| dc.date.issued | 2025-08-30 | |
| dc.description.abstract | Eucalyptus is a crop of great importance to the market, as its processed wood supplies various production chains, such as paper and cellulose, charcoal and energy, and furniture. However, some species are affected by high concentrations of free aluminum present in the soil, reducing productivity. One of the main soil limitations is the presence of toxic aluminum, which becomes available to plants in soils with a pH below 5. In the Midwest, Southeast, and South regions of Brazil, where most eucalyptus plantations are located, this problem is common due to soil acidity. There is a family of genes called Multidrug and Toxic Compound Extrusion (MATE), which includes a group of proteins responsible for the exudation of organic acids in the roots. These proteins can release organic acids, such as malate and citrate, which can chelate phytotoxic aluminum and reduce its negative effects on plants. Given this, the aim of this study was to investigate and demonstrate the relationship between two genes from the MATE family and citrate exudation in three species of eucalyptus with different levels of tolerance to Al3+. For this purpose, seeds were germinated in vitro, and after 60 days, the seedlings of Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla, and Eucalyptus dunnii were exposed to liquid media containing 2mM of Al3+ to stimulate citrate production and the activation of genes associated with this physiological response. Samples of the liquid medium were collected for analysis by High Performance Liquid Chromatography - Diode Array Detector (HPLC-DAD) and the enzymatic method for citrate detection using the Sigma-Aldrich® MAK333 Kit. The roots were collected, and total RNA was extracted, followed by DNase treatment to remove genomic DNA, cDNA synthesis, and primer efficiency testing for qPCR. Due to specific issues during the experiment, such as not being able to extract RNA with good quality indices, qPCR analysis, which would demonstrate gene expression under stressful conditions, was not possible. The enzymatic method for quantifying citrate release in the medium failed due to some interference from the medium where the explants were, such as pH or some component, Al3+ for example. However, the HPLC method worked, with some obstacles, to detect citrate concentrations in the medium, but the results did not show statistical variation. Therefore, it was not possible to prove the association of the candidate genes from the MATE family with Al3+ tolerance. However, the main points to be observed when conducting similar research were listed to avoid the same problems. | |
| dc.description.areastematicasdaextensao | Meio ambiente | |
| dc.description.areastematicasdaextensao | Tecnologia e produção | |
| dc.description.ods | ODS 15: Vida terrestre | |
| dc.description.resumo | O eucalipto é uma cultura de grande importância para o mercado, pois sua madeira processada abastece diversas cadeias produtivas, como papel e celulose, carvão e energia, e movelaria. Todavia, algumas espécies são afetadas por altas concentrações de alumínio livre presente no solo, reduzindo a produtividade. Uma das principais limitações do solo é a presença de alumínio tóxico, que fica disponível para as plantas em solos com pH abaixo de 5. Nas regiões Centro- Oeste, Sudeste e Sul do Brasil, onde a maioria dos plantios de eucalipto ocorrem, esse problema é comum devido à acidez dos solos. Existe uma família de genes chamada Multidrug and Toxic Compound Extrusion (MATE), que inclui um grupo de proteínas responsáveis pela exsudação de ácidos orgânicos nas raízes. Essas proteínas são capazes de liberar ácidos orgânicos, como malato e citrato, capazes de quelar o alumínio fitotóxico e reduzir seus efeitos negativos nas plantas. Diante disso, o objetivo deste estudo foi investigar e comprovar a relação entre dois genes da família MATE e a exsudação de citrato em três espécies de eucalipto com diferentes níveis de tolerância ao Al3+. Para isso, sementes foram germinadas in vitro e após 60 dias as plântulas de Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla e Eucalyptus dunnii foram expostas a meios líquidos contendo 2mM de Al3+ para estimular a produção de citrato e a ativação dos genes associados a essa resposta fisiológica. Foram coletadas alíquotas do meio líquido para análise por High Performance Liquid Chromatography - Diodearray Detector (HPLC-DAD) e o método enzimático de detecção de citrato utilizando o Kit MAK333 da Sigma-Aldrich®. As raízes foram coletadas, passando pela extração do RNA total, posteriormente foi realizado o tratamento com DNase para remoção do DNA genômico, em seguida executou-se a síntese de cDNA e finalmente o teste de eficiência dos primers para realização da qPCR. Por problemas pontuais no decorrer do experimento, como não conseguir extrair RNA com bons índices de qualidade a partir de amostras de raízes, não foi possível a realização de uma análise de qPCR confiável, a qual demonstraria a expressão dos genes na condição estressante. Enquanto a quantificação da liberação de citrato no meio, o método enzimático falhou devido a alguma interferência do meio que os explantes estavam, como o pH ou algum componente, o Al3+ por exemplo. Porém, o método via HPLC funcionou para detecção das concentrações de citrato do meio, mas os resultados não apresentaram variação estatística. Logo, não foi possível comprovar a associação dos genes candidatos da família MATE com a tolerância ao Al3+, porém foram listados os principais entraves a serem observados ao realizar pesquisas semelhantes, a fim de evitar os mesmos problemas. | |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | |
| dc.description.tipodeimpacto | Tecnológico | |
| dc.description.tipodeimpacto | Econômicos | |
| dc.identifier.citation | MARTINS, Mark Melo. Associação da expressão de dois genes da família MATE com a tolerância ao alumínio em três espécies de Eucalyptus sp. 2025. 67 p. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia Vegetal) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufla.br/handle/1/60467 | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Lavras | |
| dc.publisher.college | Instituto de Ciências Naturais (ICN) | |
| dc.publisher.country | brasil | |
| dc.publisher.initials | UFLA | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Vegetal | |
| dc.rights | Attribution 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ | |
| dc.subject | Biotecnologia vegetal | |
| dc.subject | Estresse abiótico | |
| dc.subject | qPCR | |
| dc.subject | Plant biotechnology | |
| dc.subject | Abiotic stress | |
| dc.subject.cnpq | Ciências Naturais | |
| dc.title | Associação da expressão de dois genes da família MATE com a tolerância ao alumínio em três espécies de Eucalyptus sp. | |
| dc.title.alternative | Association of the expression of two genes from the mate family with aluminum tolerance in three species of eucalyptus Sp. | |
| dc.type | dissertação |
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