Silenciamento do gene da β-1,3-Glucanase de Carica papaya por CRISPR-Cas9

dc.contributor.advisor1Fernandes, Patricia Machado Bueno
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2695-3638
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2441925791593067
dc.contributor.authorSilva, Mirielson Loures da
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-3425-7026
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7316554770337578
dc.contributor.referee1Rodrigues, Silas Pessini
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8672-3626
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9067991933812274
dc.contributor.referee2Ventura, José Aires
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-1422-1739
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8687116881326074
dc.date.accessioned2024-05-30T00:53:17Z
dc.date.available2024-05-30T00:53:17Z
dc.date.issued2021-03-18
dc.description.abstractCallose deposition in plasmodesma is directly associated with viral movement. The prediction of micro RNAs from papaya infected by the papaya meleira virus viral complex (PMeV complex) revealed a high presence of miRNAs repressing the post transcriptional expression of genes involved in the synthesis of β-1,3-glucanases. In this sense, our study aimed to evaluate the silencing of the β-1,3-glucanase enzyme gene as a form of resistance to the PMeV complex that causes the papaya sticky disease. For this purpose, the new CRISPR/Cas9 gene-editing technology was used. To attest to the functioning of the CRISPR/Cas9 technique in papaya tissues, we sought to develop a visual marker interrupting chlorophyll biosynthesis by silencing the phytoene desaturase gene in papaya leaves, cells and protoplasts. For the transformation of papaya tissues by agroinfiltration, the binary vector pKSE401 was used, which contains the Cas9 enzyme gene and a customizable sequence referring to the structure of the guide RNA. The new plasmids generated were inserted by electroporation into Agrobacterium tumefaciens GV3101, which was renamed AtpKSPD and AtpKSBG for silencing of phytoene desaturase and β-1,3-glucanase, respectively. As a result, all papaya leaves that were submitted to agroinfiltration by AtpKSPD showed depigmentation due to the inactivation of the phytoene desaturase gene and the same was observed in embryos regenerated from transformed cells. The agroinfiltrated tissues expressed the customized gRNA together with Cas9. The same method was used for AtpKSBG. The results obtained attest that the use of CRISPR/Cas9 technology can be successfully applied in Carica papaya. We emphasize that so far there is no established protocol for editing C. papaya by CRISPR technology, thus, our work is a pioneer in the application of the technique in papaya, also highlighting the pioneering in β-1,3-glucanase and phytoene desaturase gene silencing in this crop, the second being a promising visual marker of the technique's functioning for C. papaya
dc.description.resumoA deposição de calose nos plasmodesmos está diretamente associada ao movimento viral. A predição de micro RNAs de mamão infectados pelo complexo viral papaya meleira virus (complexo PMeV) revelaram alta presença de miRNAs reprimindo a expressão pós-transcricional de genes envolvidos na síntese de β-1,3-glucanases. Nesse sentido, nosso trabalho teve como objetivo avaliar o silenciamento do gene da enzima β-1,3-glucanase como forma de resistência ao complexo PMeV causador da meleira mamoeiro. Para tal, foi utilizada a nova tecnologia de edição gênica CRISPR/Cas9. Para atestar o funcionamento da técnica CRISPR/Cas9 em tecidos de mamão, buscamos desenvolver um marcador visual interrompendo a biossíntese de clorofila através do silenciamento do gene da fitoeno desaturase em folhas, células e protoplasto de mamoeiro. Para a transformação de tecidos de mamão por agroinfiltração, utilizou-se o vetor binário pKSE401 que possui o gene da enzima Cas9 e uma sequência customizável referente à estrutura do RNA guia. Os novos plasmídeos gerados foram inseridos por eletroporação em Agrobacterium tumefaciens GV3101, que passou a ser denominada AtpKSPD e AtpKSBG para silenciamento da fitoeno desaturase e β-1,3-glucanase, respectivamente. Como resultado, todas as folhas de mamão que foram submetidas à agroinfiltração por AtpKSPD apresentaram despigmentação devido à inativação do gene da fitoeno desaturase e o mesmo foi observado em embriões regenerados a partir de células transformadas. Os tecidos agroinfiltrados expressaram o gRNA customizado junto com Cas9. O mesmo método foi utilizado para AtpKSBG. Os resultados moleculares indicam que houve a mutação do gene alvo. Além disso, foi possível observar maior deposição de calose em células transformadas com AtpKSBG. Os resultados obtidos atestam que o uso da tecnologia CRISPR/Cas9 pode ser aplicada com sucesso em Carica papaya. Ressaltamos que até o dado momento não existe um protocolo estabelecido para edição de C. papaya pela tecnologia CRISPR, deste modo, nosso trabalho é pioneiro na aplicação da técnica em mamoeiro, com destaque também para o pioneirismo no silenciamento gênico da β-1,3-glucanase e da fitoeno desaturase nesta cultura, sendo o segundo um promissor marcador visual de funcionamento da técnica para C. papaya
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15917
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Biotecnologia
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectMelhoramento genético
dc.subjectEngenharia genética
dc.subjectAgronegócio
dc.subjectMamão
dc.subjectInativação gênica
dc.subjectCisgenia
dc.subjectGenetical enhancement
dc.subjectGenetic engineering
dc.subjectGene inactivation
dc.subjectAgribusiness
dc.subjectCisgenic
dc.subject.cnpqBiotecnologia
dc.titleSilenciamento do gene da β-1,3-Glucanase de Carica papaya por CRISPR-Cas9
dc.title.alternativeSilencing of the Carica papaya β-1,3-Glucanase gene by CRISPR-Cas9
dc.typemasterThesis
foaf.mboxmirielsonlouress@gmail.com

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