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Tipo do documento: Dissertação
Título: Diversidade genética de Physalis L. e análise molecular in silico de putrescine n-methyltransferase em espécies da família Solanaceae
Autor: GAMA, Beatriz Rayrana de Araújo 
Primeiro orientador: MARTINS, Luiza Suely Semen
Primeiro coorientador: MONTARROYOS, Angélica Virgínia Valois
Segundo coorientador: MORAES FILHO, Rômulo Maciel de
Primeiro membro da banca: RAMOS , Semíramis Rabelo Ramalho
Segundo membro da banca: ROSSITER, Jackeline Gadé de Araujo
Resumo: Physalis é um gênero pertencente à família Solanaceae que compreende cerca de cem espécies, sendo estas quase que em sua totalidade ocorrentes no continente americano. Suas espécies têm sido amplamente utilizadas na alimentação humana, na produção de substâncias farmacológicas e na ornamentação. Atualmente, o cultivo para a produção de frutos de Physalis é o que tem apresentado maior importância comercial, sendo utilizados como fonte de vitamina A, B e C, de micronutrientes como o fósforo, além de altos teores de sólidos solúveis. Estudos têm revelado a identificação de substâncias químicas encontradas em Physalis, que desempenham atividades biológicas importantes, com ação imunomoduladoras, antimicrobianas anticancerígenas, antiflamatória, moluscicidas, dentre outras. Apesar do expressivo potencial econômico, apenas uma pequena parte da variabilidade genética das espécies foi estudada, possuindo grande número de genótipos ainda não caracterizados geneticamente. O melhoramento genético da espécie é realizado empiricamente, ao longo dos anos, pelos próprios agricultores. Diante disso, o presente estudo tem por objetivo realizar avaliação preliminar da diversidade genética entre acessos de Physalis L. pertencentes ao Banco Ativo de Germoplasma (BAG), pertencente à Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), por meio de caracteres morfológicos. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Biotecnologia Vegetal e Plantas Daninhas e em telado da Área de Fitotecnia, do Departamento de Agronomia, da UFRPE. Os materiais avaliados foram originários de sementes obtidas comercialmente da espécie Physalis peruviana L., e de genótipos provenientes de seis estados do Brasil, que fazem parte do banco de germoplasma de Physalis da UFRPE. Foram caracterizados dez acessos por meio de 21 descritores qualitativos (Hábito de crescimento; Cor do caule; Pubescência do caule; Forma do caule; Forma da folha; Forma da margem foliar; Forma da base foliar; Forma do ápice foliar; Antocianina na venação foliar; Cor da corola; Cor das máculas da corola; Posição da flor; Cor do cálice imaturo; Cor do cálice maduro; Forma do cálice; Cor do fruto imaturo; Cor do fruto maduro; Forma do fruto; Presença de cera nos frutos; Forma da semente; Cor da semente). O uso de descritores morfológicos foi eficiente na estimativa da variabilidade genética existente entre os acessos. Estas informações servirão de base para o manejo do Banco de Germoplasma, na identificação de possíveis duplicatas, e redução de custos na manutenção, auxiliando também a avaliação e seleção de indivíduos de interesse para programas de melhoramento vegetal da cultura. Na parte de bioinformática, o presente estudo teve como objetivo realizar análise molecular in silico da enzima putrescine N-metiltransferase (PMT) em espécies da família Solanaceae, caracterizando estruturalmente e funcionalmente as sequências de aminoácidos com metodologias de bioinformática, para desenvolver modelos tridimensionais da referida proteína, com base na metodologia de modelagem por homologia. Foram caracterizadas 48 sequências da PMT presentes em bancos de dados públicos. Os resultados obtidos indicaram um caráter hidrofílico da PMT para todas as espécies, e uma pequena variação de pI entre as espécies analisadas, indicando um caráter ácido. Foi observada a presença de quatro domínios funcionais nas sequências da PMT. A análise de agrupamento por Neighbour Joining apresentou consistência com classificações taxonômicas recentes das espécies avaliadas. Os modelos 3D gerados podem ser considerados uma representação próxima da estrutura real da proteína.
Abstract: Physalis is a genus belonging to the Solanaceae family, which comprises about one hundred species, almost all of which occur in the Americas. Its species have been widely used in human food, in the production of pharmacological substances and for ornamentation. Currently, the Physalis fruit cultivation is the most commercially important, being used as a source of vitamin A, B and C, of micronutrients such as phosphorus, and high levels of soluble solids. Studies have revealed the identification of chemical substances found in Physalis, which have important biological activities, with immunomodulatory, antimicrobial, anticancer, antiflammatory, and molluscicidal actions, among others. Despite the expressive economic potential, only a small part of the genetic variability of its species has been studied, with a large number of genotypes not yet genetically characterized. The genetic breeding of the species is carried out empirically, over the years, by the farmers themselves. Therefore, the present study aims to perform a preliminary evaluation of the genetic diversity among Physalis L. accessions belonging to the Active Germplasm Bank (BAG) of the Federal Rural University of Pernambuco (UFRPE), using morphological characters. The work was conducted in the Laboratory of Plant Biotechnology and Weeds and in a greenhouse of the Phytotechnology Area, Agronomy Department, UFRPE. The evaluated materials originated from seeds commercially obtained from the species Physalis peruviana L., and from genotypes from six states of Brazil, which are part of the Physalis germplasm bank of UFRPE. Ten accessions were characterized using 21 qualitative descriptors (Growth habit; Stem color; Stem pubescence; Stem shape; Leaf shape; Leaf margin shape; Leaf base shape; Leaf apex shape; Anthocyanin in the leaf venation; Color of the corolla; Color of the maculae of the corolla; Position of the flower; Color of the immature calyx; Color of the mature calyx; Shape of the calyx; Color of the immature fruit; Color of the mature fruit; Fruit shape; Presence of wax in the fruit; Seed shape; Seed color). The use of morphological descriptors was efficient in estimating the genetic variability existng among the accessions. This information will serve as a basis for managing the germplasm bank, identifying of possible duplicates, and reducing maintenance costs, also helping in the evaluation and selection of individuals of interest for plant breeding programs for the crop. In the bioinformatics part, the present study aimed to perform in silico molecular analysis of the enzyme putrescine Nmethyltransferase (PMT) in species of the Solanaceae family, characterizing structurally and functionally the amino acid sequences with bioinformatics methodologies, to develop three-dimensional models of this protein, based on homology modeling methodology. A total of 48 PMT sequences present in public databases were characterized. The results obtained indicated a hydrophilic character of PMT for all species, and a small variation of pI among the analyzed species, indicating an acidic character. The presence of four functional domains was observed in the PMT sequences. Clustering analysis by Neighbour Joining showed consistency with recent taxonomic classifications of the evaluated species. The generated 3D models can be considered a close representation of the real structure of the protein.
Palavras-chave: Physalis
Variabilidade genética
Recurso genético
Bioinformática
Metabólitos
Solanaceae
Área(s) do CNPq: FITOTECNIA::MELHORAMENTO VEGETAL
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Melhoramento Genético de Plantas
Citação: GAMA, Beatriz Rayrana de Araújo. Diversidade genética de Physalis L. e análise molecular in silico de putrescine n-methyltransferase em espécies da família Solanaceae. 2022. 108 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Melhoramento Genético de Plantas) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/9520
Data de defesa: 19-Dez-2022
Aparece nas coleções:Mestrado em Melhoramento Genético de Plantas

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