Título: ETHYLENE REGULATION OF Coffea arabica FLOWERING INDUCED BY 1-METHYLCYCLOPROPENE

Título alternativo: ETHYLENE REGULATION OF Coffea arabica FLOWERING INDUCED BY 1-METHYLCYCLOPROPENE

Autoria de: Juliana Maria Espindola Lima

Orientação de: Antonio Chalfun Junior

Coorientação de: Iasminy Silva Santos

Presidente da banca: Prof. Dr. Antonio Chalfun Junior

Primeiro membro da banca: Marlon Enrique Lopez Torres

Segundo membro da banca: André Almeida Lima

Terceiro membro da banca: Iasminy Silva Santos

Palavras-chaves: coffee, anthesis, receptors, 1-MCP, water deficit

Data da defesa: 17/11/2021

Semestre letivo da defesa: 2021-1

Data da versão final: 02/12/2021

Data da publicação: 02/12/2021

Referência: Lima, J. M. E. ETHYLENE REGULATION OF Coffea arabica FLOWERING INDUCED BY 1-METHYLCYCLOPROPENE. 2021. 51 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Agronomia Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.

Resumo: O florescimento das plantas é orquestrado por hormônios que desencadeiam uma série de eventos fisiológicos para induzir a antese. No cafeeiro, foi demonstrado que o etileno desempenha um papel importante durante a abertura da flor entre todos os hormônios. A antese ocorre após a quebra da dormência das gemas florais, que envolve o período de déficit hídrico seguido de chuva e aumento da produção de etileno. A 1-metilciclopropeno (1-MCP) é um inibidor da produção de etileno endógeno amplamente utilizado no armazenamento de frutas para aumentar a vida útil. No entanto, no cafeeiro, o 1-MCP modula a biossíntese do etileno e as vias de sinalização e promove o florescimento. O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do 1-MCP em plantas de Coffea arabica por meio da análise de respostas fenológicas, produção de etileno e ACC, atividade de ACO e expressão gênica das vias de biossíntese e de sinalização do etileno. O experimento foi em delineamento inteiramente casualizado dividido em dois fatoriais de 2 x 2 x 3 e 2 x 2 x 2 (tratamentos x aplicação x tecidos vegetais) com quatro repetições. O primeiro fatorial foi desenhado para a quantificação da atividade do etileno, ACC e ACO, e o segundo para a expressão gênica das vias de sinalização e biossíntese do etileno. Os tratamentos utilizados foram água (controle) e 1-MCP (50 mg a.i.), as aplicações (antes e depois), e os tecidos vegetais coletados foram folha, gema floral e raiz duas horas após a pulverização. Cada repetição tinha duas plantas de café apresentando principalmente gemas de flores de 3 mm (ou mais) de comprimento duas plantas foram utilizadas para fenotipagem e uma delas para coleta de tecidos vegetais. A gema floral, folha e raiz foram usados para analisar etileno, ACC e ACO, e para expressão gênica (RT-qPCR) da via de biossíntese do etileno (CaACS3 e CaACO3), percepção (CaETR1, CaETR2, CaETR4, CaEIN4 e CaERS1), e sinalização (CaCTR1), apenas a gema da flor e a folha foram analisados. Os resultados mostraram aumento nos níveis da produção de etileno e ACC, atividade de ACO e nos níveis da expressão gênica das vias de biossíntese e de sinalização após aplicação de 1-MCP em folhas e gemas florais. O 1-MCP é eficiente na promoção do florescimento em C. arabica. O tratamento com água não promoveu a antese do cafeeiro. Em conclusão, a ligação de 1-MCP induz mais produção de receptores (CaETR1, CaETR2, CaETR4, CaERS1 e CaEIN4). A produção de etileno é aumentada por feedback negativo na via de biossíntese (CaACS3 e CaACO3). A atividade de ACC e ACO é aumentada pelo efeito 1-MCP, que conforma a correlação indireta entre a ligação dos receptores 1-MCP para induzir a produção de etileno e o florescimento.

Abstract: Plant flowering is orchestrated by hormones triggering a series of physiological events to induce anthesis. In coffee plants, it has been shown that ethylene plays an important role during flower opening among all hormones. Anthesis occurs after flower bud dormancy is broken, which involves the period of water deficit followed by rain, and increase of ethylene production. 1-methylcycloprone (1-MCP) is an inhibitor of endogenous ethylene production largely used in fruit storage to enlarge shelf life. However, in coffee plants, 1-MCP happens to modulate ethylene biosynthesis and signaling pathways and promote flowering. The objective of this work was to determine the effect 1-MCP has in Coffea arabica plants by analyzing phenological responses, ethylene and ACC production, ACO activity, and gene expression of the ethylene biosynthetic and signaling pathways. The experiment was a completely randomized design divided into two factorials of 2 x 2 x 3 and 2 x 2 x 2 (treatments x application x plant tissues) with four replicates. The first factorial was designed for ethylene, ACC, and ACO activity quantification, and the second one for ethylene biosynthetic and signaling pathways gene expression. The treatments used were water (control) and 1-MCP (50 mg a.i.), applications (before and after), and the plant tissues collected were leaf, flower bud, and root two hours later the spray. Each replicate had two coffee plants presenting mostly 3 mm (or more) length flower buds two plants were used for phenotyping, and one of them to collect plant tissues. Flower bud, leaf, and root were used to analyze ethylene, ACC levels, and ACO, and for gene expression (RT-qPCR) of the ethylene biosynthetic pathway (CaACS3 and CaACO3), perception (CaETR1, CaETR2, CaETR4, CaEIN4 and CaERS1), and signaling (CaCTR1), only flower bud and leaf were analyzed. The results showed enhance of ethylene and ACC production levels, ACO activity, and levels of gene expression of the biosynthesis and signaling pathways after 1-MCP application in leaf and flower bud. The 1-MCP is efficient in promoting flowering in C. arabica. The water treatment did not promote anthesis in coffee plants. In conclusion, the 1-MCP binding induces more receptors production (CaETR1, CaETR2, CaETR4, CaERS1, and CaEIN4). Ethylene production is increased by negative feedback in the biosynthesis pathway (CaACS3 and CaACO3). ACC and ACO activity are increased by the 1-MCP effect, which conforms the indirect correlation between 1-MCP receptors binding to induce ethylene production and flowering.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
agronomia/20211201811096

URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/53914

Curso: G001 - AGRONOMIA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Inglês

Código da língua do conteúdo: eng

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Juliana Maria Espindola Lima e Universidade Federal de Lavras

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