https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21656| Type: | Tese |
| Title: | Poliploidia sintética em Lippia alba (Mill.) N.E. Brown: indução e efeitos da duplicação do genoma |
| Author: | Siqueira, Juliana Tatiara da Costa |
| First Advisor: | Viccini, Lyderson Facio |
| Co-Advisor: | Lopes, Juliana Mainenti Leal |
| Referee Member: | Sousa, Saulo Marçal de |
| Referee Member: | Medeiros, Julliane Dutra |
| Referee Member: | Otoni, Wagner Campos |
| Referee Member: | Azevedo, Ana Luisa Sousa |
| Resumo: | A poliploidia, constitui um importante mecanismo evolutivo em plantas, estando associada à diversificação, adaptação e inovação fenotípica. Além de seu papel na evolução, a poliploidização sintética tem sido amplamente utilizada como ferramenta para investigar os efeitos imediatos do aumento da dose gênica sobre diferentes níveis da organização biológica. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo ampliar o conhecimento sobre os efeitos da duplicação cromossômica em Lippia alba, espécie medicinal que constitui um complexo autopoliploide natural, por meio da indução, caracterização e análise molecular de poliploides sintéticos. Inicialmente, poliploides foram obtidos a partir de acessos diploides e triploides utilizando colchicina e trifluralina. Foram avaliadas a eficiência de indução, a influência da posição nodal, a estabilidade genética, características morfológicas, anatômicas e fisiológicas, a composição do óleo essencial e a expressão de genes envolvidos na biossíntese de terpenos. Posteriormente, investigou-se as alterações transcricionais induzidas pela duplicação cromossômica por meio de RNA-seq, incluindo montagem de novo do transcriptoma, anotação funcional, análise de expressão gênica diferencial, enriquecimento funcional baseado em Gene Ontology (GO) e validação por RT-qPCR. O aumento do tempo de exposição aos agentes antimitóticos elevou a frequência de poliploides, porém reduziu a sobrevivência dos explantes, enquanto a posição nodal influenciou significativamente a eficiência de indução. Os poliploides sintéticos apresentaram alterações no crescimento vegetativo, anatomia estomática, acúmulo de biomassa e expressão de genes relacionados à biossíntese de terpenos, embora tenham permanecido fenotipicamente mais semelhantes aos respectivos genitores. A análise transcriptômica identificou 2.169 genes diferencialmente expressos e 66 termos GO enriquecidos, principalmente relacionados à organização da cromatina, regulação da transcrição, divisão celular, dinâmica dos microtúbulos, remodelamento da parede celular e respostas ao estresse. A validação por RT-qPCR corroborou os padrões de expressão observados no RNA-seq. Em conjunto, os resultados demonstram que a poliploidização sintética promove extensas alterações morfofisiológicas e moleculares durante o estabelecimento de novos citótipos, além de evidenciar que o background genético exerce papel determinante nas características fenotípicas e na magnitude das respostas à poliploidização. |
| Abstract: | Polyploidy is an important evolutionary mechanism in plants, being associated with diversification, adaptation, and phenotypic innovation. In addition to its evolutionary role, synthetic polyploidization has been widely used as a tool to investigate the immediate effects of increased gene dosage on different levels of biological organization. In this context, this work aimed to expand the knowledge of the effects of chromosome duplication in Lippia alba, a medicinal species that constitutes a natural autopolyploid complex, through the induction, characterization, and molecular analysis of synthetic polyploids. Initially, polyploids were induced from diploid and triploid accessions using colchicine and trifluralin. Induction efficiency, the influence of nodal position, genetic stability, morphological, anatomical, and physiological traits, essential oil composition, and the expression of genes involved in terpene biosynthesis were evaluated. Subsequently, transcriptional changes induced by chromosome duplication were investigated using RNA-seq, including de novo transcriptome assembly, functional annotation, differential gene expression analysis, Gene Ontology (GO)-based functional enrichment analysis, and RT-qPCR validation. Longer exposure to antimitotic agents increased polyploid induction frequency but reduced explant survival, whereas nodal position significantly influenced induction efficiency. Synthetic polyploids exhibited changes in vegetative growth, stomatal anatomy, biomass accumulation, and the expression of terpene biosynthesis-related genes, although they remained phenotypically more similar to their respective parental plants. Transcriptome analysis identified 2,169 differentially expressed genes and 66 significantly enriched GO terms, mainly associated with chromatin organization, transcriptional regulation, cell division, microtubule dynamics, cell wall remodeling, and stress responses. RT-qPCR validation corroborated the expression patterns observed in the RNA-seq analysis. Overall, the results demonstrate that synthetic polyploidization promotes extensive morphophysiological and molecular changes during the establishment of new cytotypes and further demonstrate that the genetic background plays a determinant role in the phenotypic characteristics and in the magnitude of the responses to polyploidization. |
| Keywords: | Estabilidade genética Expressão gênica Morfologia Óleo essencial Transcriptoma Genetic stability Gene expression Morphology Essential oil Transcriptome |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
| Institution Initials: | UFJF |
| Department: | ICB – Instituto de Ciências Biológicas |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e Biotecnologia |
| Access Type: | Acesso Embargado |
| Creative Commons License: | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21656 |
| Issue Date: | 4-Aug-2026 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Ciências Biológicas - Imunologia e Doenças Infecto - Parasitárias/Genética e Biotecnologia (Teses) |
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