Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39034
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2025-06-02
Title: Nutrição e análise do perfil transcriptômico por RNA-seq em arroz submetido à aplicação de bioestimulantes
Alternate title (s): Nutrition and transcriptomic profile analysis by RNA-seq in rice submitted to biostimulant application
Author: Vasconcelos, Ana Carolina Pereira de
First Advisor: Pereira, Hamilton Seron
First member of the Committee: Chalfun Junior, Antônio
Second member of the Committee: Lana, Regina Maria Quintão
Third member of the Committee: Coelho, Lísias
Fourth member of the Committee: Almeida, João Eduardo Melo de
Summary: Apesar de já terem sido realizados estudos com o uso de bioestimulantes em diferentes culturas, os resultados obtidos têm sido controversos e com pouca base científica, havendo a necessidade de maiores investigações a respeito da eficiência nutricional e expressão de genes, para melhor elucidação dos resultados obtidos. O objetivo deste trabalho foi estudar o uso de bioestimulantes em plantas de arroz (Oryza sativa L.), investigando seus efeitos nas respostas nutricionais, no crescimento vegetativo e na expressão gênica por meio de análises de sequenciamento de RNA (RNA-seq). O primeiro capítulo teve a finalidade de, a partir de uma revisão bibliográfica, discutir o uso, os conceitos, os percalços e os benefícios dos bioestimulantes na agricultura brasileira e o uso da técnica de análise transcriptômica para identificar e validar biomarcadores potenciais, bem como a importância e a utilização de Oryza sativa L. como planta modelo para estudos gênicos. Os capítulos seguintes consistiram na apresentação e discussão dos dados obtidos neste estudo. Assim, no Capítulo 2, foram avaliados dois bioestimulantes em suas doses comerciais, um ácido monossilícico (em fase de testes para posterior registro junto ao Ministério da Agricultura) e uma testemunha. O experimento foi realizado em casa de vegetação pertencente à Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Foram utilizados vasos com 10 dm3 de solo classificado como Neossolo Quartzarênico, utilizando-se a cultivar BRS Primavera. Os produtos foram aplicados via foliar, no estádio de desenvolvimento V4. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis repetições. Foram determinadas a massa de matéria seca da parte aérea e os teores e acúmulo de macro e micronutrientes. Foram testadas as pressuposições estatísticas dos dados obtidos com os testes de normalidade de Kolmogorov-Smirnov e de homogeneidade das variâncias de Levene, ambos a 0,01 de significância e submetidos à análise de variância pelo teste de Tukey, a 0,05 de significância. De modo geral, a aplicação de bioestimulantes e ácido monossilícico altera os teores foliares de cálcio, manganês, boro e cobre. Já no Capítulo 3, o experimento foi realizado em casa de vegetação, pertencente à UFU. Foram utilizados vasos com 10 dm3 de solo classificado como Neossolo Quartzarênico, utilizando-se a cultivar BRS Primavera. Foi avaliado um bioestimulante, aplicado via foliar, no estádio de desenvolvimento V4. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com três repetições biológicas. A coleta de material vegetal foi realizada no estádio reprodutivo (R4). As amostras foram colhidas e imediatamente congeladas em N2 líquido, armazenadas a -80º C e encaminhadas para realização das análises de RNA-seq. Para a análise dos dados moleculares foi realizada a análise de bioinformática. Foram identificados 498 genes diferencialmente expressos em tecido foliar de Oryza sativa L., quando tratadas com o bioestimulante. Para os genes regulados positivamente, observou-se o aumento de expressão de genes intimamente relacionados a mecanismos de defesa, respostas a estresses, floração, regulação de transcrição/tradução gênica e metabolismo vegetal. Já para os genes regulados negativamente, pôde-se observar principalmente genes relacionados à fotossíntese, respostas a estresses, desenvolvimento e regulação floral.
Abstract: Although studies have already been conducted with the use of biostimulants in different cultures, the results obtained have been controversial and with little scientific basis, with the need for further investigations regarding nutritional efficiency and gene expression, for better elucidation of the results obtained. The objective of this work was to study the use of biostimulants in rice plants (Oryza sativa L.), investigating their effects on nutritional responses, vegetative growth and gene expression through RNA sequencing analyses (RNA-seq). The first chapter aimed, from a literature review, to discuss the use, concepts, setbacks and benefits of biostimulants in Brazilian agriculture and the use of the transcriptomic analysis technique to identify and validate potential biomarkers, as well as the importance and use of Oryza sativa L. as a model for gene studies. The following chapters consisted of the presentation and discussion of the data obtained in this study. Thus, in Chapter 2, two biostimulants in their commercial doses, a monosylícic acid (in the testing phase for later registration with the Ministry of Agriculture) and a control were evaluated. The experiment was carried out in a greenhouse, belonging to the Federal University of Uberlândia (UFU). Pots with 10 dm3 of soil classified as Quartzarenic Neosol were used, using the cultivar BRS Primavera. The products were applied via leaf, in the V4 development stage. The experimental design was completely randomized, with six replications. The dry matter mass of the shoots and the contents and accumulation of macro and micronutrients were determined. The statistical assumptions of the data obtained were tested, with the Kolmogorov-Smirnov normality tests and the homogeneity of levene variances, both at 0.01 significance and submitted to variance analysis by Tukey test, at 0.05 of significance. In general, the application of biostimulants and monosylícic acid alters the leaf contents of calcium, manganese, boron and copper. In Chapter 3, the experiment was carried out in a greenhouse, belonging to the UFU. Pots with 10 dm3 of soil classified as Quartzarenic Neosol were used, using the cultivar BRS Primavera. A biostimulant was evaluated, applied via leaf, in the development stage V4. The experimental design was completely randomized, with three biological replications. The collection of plant material was performed at the reproductive stage (R4). The samples were collected and immediately frozen in liquid N2, stored at -80º C and sent for cell transcriptome (RNA-seq). Bioinformatics analysis was performed for the analysis of molecular data. Differential expression analyses identified 498 genes differentially expressed in leaf tissue of Oryza sativa L., when treated with the biostimulant. For up-regulated genes, it was observed the increase in gene expression closely related to defense mechanisms, stress responses, flowering, gene transcription/translation regulation and plant metabolism. For down-regulated genes, it was possible to observe mainly genes related to photosynthesis, stress responses, plant development and floral regulation.
Keywords: agroquímicos de regulação hormonal
defesa vegetal
floração
fotossíntese
nutrição mineral
Oryza sativa
RNA-seq
termotolerância
transcriptoma
flowering
hormonal regulation agrochemicals
mineral nutrition
photosynthesis
plant defense
thermotolerance
transcriptome
agronomia
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO::FERTILIDADE DO SOLO E ADUBACAO
Subject: Agronomia
Arroz - Processamento
Carboidratos na nutrição humana
Nutrição - Estimulantes
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Agronomia
Quote: VASCONCELOS, Ana Carolina Pereira de. Nutrição e análise do perfil transcriptômico por RNA-seq em arroz submetido à aplicação de bioestimulantes. 2023. 185 f. Tese (Doutorado em Agronomia) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.8053
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.8053
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39034
Date of defense: 2-Mar-2023
Appears in Collections:TESE - Agronomia

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
NutriçãoAnálisePerfil.pdf
  Until 2025-06-02
Tese18.52 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons