Estratégia de pesquisa multimétodo para compreender a composição de proteínas de grãos de cevada e sua relação com a melhoria da qualidade nutricional

Autor(es)

Daiana Schmidt

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2015-09-04

Membros da banca

Ricardo Antunes de Azevedo; Cileide Maria Medeiros Coelho; Roberto Fritsche Neto; Marcio José da Silva; Maria Lucia Carneiro Vieira

• Orientador: Ricardo Antunes de Azevedo

Resumo

A cevada (Hordeum vulgare L.) é o quarto cereal mais produzido no mundo. Cerca de dois terços desta produção é utilizada na alimentação animal. A principal desvantagem dos grãos de cevada na alimentação de animais monogástricos é a deficiência de aminoácidos essenciais, principalmente lisina, treonina e metionina. Esta composição desfavorável ocorre devido à principal proteína de reserva dos grãos, as hordeínas, que representam cerca de 50% do teor total de proteína no grão. O nitrogênio promove a expressão e o acúmulo de C-hordeínas, o subgrupo com o menor teor de aminoácidos essenciais e o maior teor de aminoácidos não essenciais. Devido à importância do teor e composição de proteínas nos grãos na determinação de sua qualidade no uso final, o principal objetivo do presente trabalho foi obter uma visão detalhada sobre a síntese e acúmulo de proteínas de grãos de cevada e sua relação com a melhoria da qualidade nutricional. Análises proteômicas e transcriptômicas integradas foram realizadas em um conjunto de linhagens transgênicas de cevada com o perfil de proteínas de reserva alterados em comparação à linhagem não transgênica cv. Golden Promise. Os resultados foram apresentados na forma de três manuscritos (capítulos 2, 3 e 4). O primeiro (capítulo 2) descreveu um novo método de extração de proteínas dos grãos em combinação com métodos de estudo de proteínas diversos, incluindo a quantificação bioquímica, composição de aminoácidos, eletroforese em gel de poliacrilamida-dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE) seguido de identificação por espectrometria de massas (MS) e estratégia shotgun para identificação e quantificação relativa das proteínas. Os resultados mostram a mutabilidade das proteínas entre os diferentes grupos e a importância da escolha de um método adequado para a sua identificação de acordo com a complexidade das misturas proteicas. No segundo manuscrito (capítulo 3) o perfil proteico diferencial da linhagem não transgênica e transgênica foi obtido por eletroforese bidimensional (2-DE) para proteínas solúveis, e aquelas expressas diferencialmente foram identificadas por MS. Os resultados demonstram que a supressão das C-hordeínas não afeta exclusivamente a síntese e o acúmulo de hordeínas, e que a composição de aminoácidos mais equilibrada destas linhagens pode ser uma consequência de fontes de proteína distintas entre os diferentes eventos de transgenia, embora a regulação positiva de proteínas ricas em lisina foi estável. No terceiro manuscrito (capítulo 4) foram avaliados os efeitos da adubação nitrogenada sobre a família das hordeínas. Os resultados mostraram que as respostas foram diferentes entre as linhagens não transgênica e transgênica. Um efeito específico de supressão e respostas particulares foi verificado entre os subgrupos da família multigênica das C-hordeínas na linhagem transgênica. Em resumo, a estratégia de pesquisa multimétodo foi aplicada com sucesso na obtenção de informações abrangentes sobre a síntese e o acúmulo de proteínas nos grãos de cevada, e pelo menos em parte, explicou sua relação com a melhoria da qualidade nutricional. Esses resultados podem ser úteis em programas de melhoramento de cevada que visam alterações seletivas de alelos/homólogos específicos para alterar a composição de aminoácidos, através de mudanças nas proporções relativas das proteínas dos grãos. (AU)

• Processo FAPESP: 11/21123-8 - Entendendo o metabolismo de lisina em milho de alta qualidade protéica (QPM) e em cevada geneticamente modificada
• Beneficiário: Daiana Schmidt
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado