Publicação
Functional analysis of a gene regulatory network involved in flower zygomorphy
| Resumo: | A arquitetura das plantas, a germinação das sementes e o tempo de floração são determinantes importantes do desempenho das plantas cultivadas. Compreender os mecanismos moleculares subjacentes a essas características pode ajudar a optimizar esses recursos e aumentar o rendimento das culturas. A zigomorfia das flores é uma característica morfológica que emergiu de forma independente durante a evolução,associada a polinizadores específícos de plantas. Em Antirrhinum majus, a zigomorfia da flor requer a atividade combinada de quatro fatores de transcrição: CYCLOIDEA (CYC), DICHOTOMA (DICH), RADIALIS (RAD) e DIVARICATA (DIV). O gene CYC é expresso no domínio dorsal do meristema floral e é um gene chave que promove as identidade das pétalas dorsais. O estudo dos promotores dos genes CYC-like em Medicago truncatula, uma espécie leguminosa com flor zigomórfica,é importante para entender a evolução dessa nova característica.Um dos objetivos desta tese foi obter conhecimento sobre os reguladores a montante do CYC que podem ser responsáveis pela sua ativação nos domínios dorsal do meristema das flores. Descobrimos que existem dois genes CYC like em Medicago truncatula que são expressos apenas no domínio dorsal do meristema floral e nas pétalas dorsais de flores maduras.A sequência promotora de CYC em Medicago é similar às sequências promotoras de CYC em outros legumes. Este estudo revelou assim um possível papel de elementos reguladores específicos no padrão de expressão assimétrico dos homólogos de CYC nas espécies com flores zigomórficas. Estudos genéticos e moleculares revelaram que RAD atua a jusante de CYC e que antagoniza a atividadede DIV na região dorsal de Antirrhinum, competindo por DIV-and-RAD-interacting factor (DRIF). Uma ação antagónica similar entre homólogos de RAD/DRIF/DIV regula diferentes processos de desenvolvimento em outras espécies. Neste trabalho, a análise funcional dos genes DRIF em Arabidopsis thaliana DRIF3, DRIF4 e DRIF5 revelou que estes genes estão envolvidos na germinaçãode sementes e no desenvolvimento inicial da plântula em resposta à luz. Neste estudo, descobrimos que esses homólogos de DRIF em Arabidopsis provavelmente estão envolvidos na regulação negativa da germinação de sementes e no desenvolvimento do gancho apical em plantulas crescidas no escuro, influenciando a síntese e/ ou sinalização de hormonas vegetais.Estes resultados mostram que os genes envolvidos na zigomorfia da flor foram recrutados para diferentes funções em espécies actinomórficas. |
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| Autores principais: | Singh, Sweta |
| Assunto: | Antirrhinum majus Fotomorfogénese Germinação da semente Regulamento de transcrição Zigomorfia floral Flower zygomorphy Photomorphogenesis Seed germination Transcription regulation |
| Ano: | 2020 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A arquitetura das plantas, a germinação das sementes e o tempo de floração são determinantes importantes do desempenho das plantas cultivadas. Compreender os mecanismos moleculares subjacentes a essas características pode ajudar a optimizar esses recursos e aumentar o rendimento das culturas. A zigomorfia das flores é uma característica morfológica que emergiu de forma independente durante a evolução,associada a polinizadores específícos de plantas. Em Antirrhinum majus, a zigomorfia da flor requer a atividade combinada de quatro fatores de transcrição: CYCLOIDEA (CYC), DICHOTOMA (DICH), RADIALIS (RAD) e DIVARICATA (DIV). O gene CYC é expresso no domínio dorsal do meristema floral e é um gene chave que promove as identidade das pétalas dorsais. O estudo dos promotores dos genes CYC-like em Medicago truncatula, uma espécie leguminosa com flor zigomórfica,é importante para entender a evolução dessa nova característica.Um dos objetivos desta tese foi obter conhecimento sobre os reguladores a montante do CYC que podem ser responsáveis pela sua ativação nos domínios dorsal do meristema das flores. Descobrimos que existem dois genes CYC like em Medicago truncatula que são expressos apenas no domínio dorsal do meristema floral e nas pétalas dorsais de flores maduras.A sequência promotora de CYC em Medicago é similar às sequências promotoras de CYC em outros legumes. Este estudo revelou assim um possível papel de elementos reguladores específicos no padrão de expressão assimétrico dos homólogos de CYC nas espécies com flores zigomórficas. Estudos genéticos e moleculares revelaram que RAD atua a jusante de CYC e que antagoniza a atividadede DIV na região dorsal de Antirrhinum, competindo por DIV-and-RAD-interacting factor (DRIF). Uma ação antagónica similar entre homólogos de RAD/DRIF/DIV regula diferentes processos de desenvolvimento em outras espécies. Neste trabalho, a análise funcional dos genes DRIF em Arabidopsis thaliana DRIF3, DRIF4 e DRIF5 revelou que estes genes estão envolvidos na germinaçãode sementes e no desenvolvimento inicial da plântula em resposta à luz. Neste estudo, descobrimos que esses homólogos de DRIF em Arabidopsis provavelmente estão envolvidos na regulação negativa da germinação de sementes e no desenvolvimento do gancho apical em plantulas crescidas no escuro, influenciando a síntese e/ ou sinalização de hormonas vegetais.Estes resultados mostram que os genes envolvidos na zigomorfia da flor foram recrutados para diferentes funções em espécies actinomórficas. |
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