1,720,976 research outputs found
Transcriptomics of the monolignol biosynthesis pathway along sugarcane internodes development (Saccharum spp.)
No full textAs gramíneas são o mais importante grupo de plantas para em todo o mundo. Inúmeras são usadas para a alimentação dos animais, além de serem utilizadas para a produção de biocombustíveis, contribuindo para a redução do consumo de combustíveis fósseis e consequentemente da poluição ambiental. A biomassa vegetal é constituída basicamente por celulose, hemicelulose e lignina. Estudos na área de bioquímica e genética tem demonstrado a lignina como um dos principais compostos responsáveis pela recalcitrância da biomassa, sendo a resistência à digestão enzimática uma importante limitação do processo de produção de bioetanol. A lignina é um polímero vegetal resultantes da polimerização desidrogenativa de três monômeros de fenilpropanóides primários, os álcoois p-coumarilico (H), coniferilico (G) e sinapilico (S). A via metabólica dos fenilpropanóides envolve a participação de 11 enzimas, nas gramíneas, tais como PAL, C4H, 4CL, C3H, F5H, CCoAOMT, CSE, COMT, HCT, CCR e CAD. Até o momento, 28 genes de cana-de-açúcar foram identificados no SUCEST e explorados para identificar os possíveis bona fide. No entanto, com a disponibilização de bancos transcriptômicos (RNASeq) e ferramentas avançadas de bioinformática, o nosso grupo de pesquisa expandiu para 37 genes após o processo de identificação, anotação e classificação pelas análises filogenéticas. Diante disso, a presente proposta teve por objetivo realizar a análise de expressão destes transcritos anotados em uma variedade de cana-de-açúcar com a composição química da parede celular caracterizada. Para identificar quais genes estão envolvidos nesta via, o presente trabalho propôs correlacionar o perfil de expressão com os quatro estágios de desenvolvimento do entrenó, separando córtex e medula, os quais estão associados aos estágios de lignificação em maior e menor grau, respectivamente. Dentre as análises realizadas, 34 transcritos tiveram os primers padronizados , 26 foram expressos no colmo nas condições testadas, sendo 7 genes adicionais aos previamente descritos na literatura. Baseado nas análises de expressão gênica, PAL1.1/1.2, COMT1, CAD2/5/8, 4CL2, F5H1, CCoAMOT1.2/2.1 e CCR1 foram apontados como possíveis candidatos principais na via de biossíntese da lignina.Sugarcane (Saccharum spp.) is a grass of great importance for the sustainable technological and agroindustrial development of Brazil. The cell wall of the grasses is basically composed of cellulose, hemicellulose, lignin and hydroxycinnamic acids. The study of the chemical composition of the cell wall of different sugarcane hybrids revealed that low lignin content, in particular for H89 (~ 16.8%), contribute to the low recalcitrance of the biomass. These studies obtained greater information when the regions of rind and pith of H89 were dissected, which present, respectively, 21.7% and 13.9% of total lignin. Lignin is a plant polymer resulting from the dehydrogenative polymerization of three primary phenylpropanoic monomers, the p-coumaril (H), coniferyl (G) and synapylic (S) alcohols. The metabolic pathway of the phenylpropanoids involves the participation of several enzymes, totalizing in the grasses 11 sets, such as PAL, C4H, 4CL, C3H, F5H, CCoAOMT, CSE, COMT, HCT, CCR and CAD. So far, 28 unigenes of sugarcane have been identified in SUCEST and explored to identify the possible bona fide. Recently, based on bioinformatics, phylogenetic and transcriptomic (RNA-Seq) analyzes of sugarcane and related grasses, our research group identified 37 transcripts possibly involved in monolignol biosynthesis. In the presence of detailed descriptions of the composition of lignin in H89 and of the large number of genes identified, the presente proposal aimed to perform the analysis of the expression of these transcripts annotated in H89. In order to amplify and reinforce which genes are involved in the monolignol pathway, the present work proposed to correlate the expression profile with four stages of the development of the enternode, exploring the regions of rind and pith. Among the analyzes performed, 34 genes were identified, 26 genes were expressed, being 7 additional genes to those previously described in the literature. In this context, PAL1.1 / 1.2, COMT1, CAD2 / 5/8, 4CL2, F5H1, CCoAMOT1.2 / 2.1 and CCR1 were identified as potential candidates in the lignin biosynthesis pathway
Phylogenetic analysis and functional characterization of sugarcane BAHD genes potentially involved with hydroxycinnamic acid incorporation into cell wall
No full textO uso eficiente da biomassa lignocelulósica de cana-de-açúcar em biorefinarias é um desafio dada a baixa digestibilidade desses materiais. Em gramíneas, o conteúdo dos ácidos hidroxicinâmicos é um dos fatores que contribui para a recalcitrância da parede celular. Genes da superfamília BAHD envolvidos na adição dos ácidos hidroxicinâmicos ferúlico (FA) e p-cumárico (pCA) (subclado de Mitchell) foram caracterizados funcionalmente em gramíneas, e têm potencial de aplicação no aumento da digestibilidade da parede celular. Dessa forma, os objetivos desse trabalho foram a identificação dos genes da família BAHD em cana-de-açúcar, identificação de genes candidatos com potencial função relacionada à incorporação de ácidos hidroxicinâmicos e caracterização funcional dos genes selecionados com potencial biotecnológico ScAt10 e ScAt4. Utilizando métodos de bioinformática foi feita uma análise filogenética da família BAHD em gramíneas. Usando bancos de ESTs e RNA-Seq de cana-de-açúcar, foram identificados transcritos pertencentes à família BAHD e a análise in silico do padrão de expressão dos genes do clado de Mitchell deu suporte ao provável papel de alguns genes. A análise de expressão dos genes do clado de Mitchell ao longo do desenvolvimento do colmo de híbridos de cana-de-açúcar (H89 e H321) por RT-qPCR, revelou que de uma forma geral esses genes foram mais expressos no entrenó mais jovem. Os genes ScAt10 e ScAt4 foram inseridos em vetores de super-expressão (pzp221b:Ox) e silenciamento por RNAi (pzp221b:RNAi), os quais foram transformados na gramínea modelo milho (Zea mays). As linhagens de superexpressão Ox:ScAt10 apresentaram um aumento muito significativo (~170 vezes) no teor de pCA, especificamente na hemicelulose, e redução no teor de FA (~10x). Ademais, pelo menos um evento de silenciamento ScAt4:RNAi apresentou diminuição de ~3x de pCA especificamente na lignina, porém nas linhagens de super-expressão Ox:ScAt4 não foram detectadas alterações no conteúdo de pCA/FA da parede celular. Os resultados sugerem que ScAt10 possui atividade relacionada à incorporação de pCA na hemicelulose, que pode ser explorada para aumento da digestibilidade.The efficient use of sugarcane lignocellulosic biomass is challenging, especially due to the low digestibility of these materials. In grasses, hydroxycinnamic acids content is one of several factors that contributes to cell recalcitrance. BAHD family genes involved in ferulic acid (FA) and p-coumaric acid (pCA) incorporation (Mitchell\'s subclade) have already been identified and functionally characterized in many grasses and have potential to increase cell wall digestibility. In this sense, the goals of this work were the identification of BAHD genes in sugarcane, identification of candidate genes putatively involved with hydroxycinnamic acid incorporation and functional characterization of selected genes ScAt10 and ScAt4, with potential in biotechnological applications. Using bioinformatics approaches, we performed a phylogenetic analysis of BAHD in grasses. Using ESTs and RNA-seq data, sugarcane transcripts belonging to BAHD family were identified, and also in silico expression analysis of Mitchell\'s clade genes supported their predicted role in many cases. Expression analysis of Mitchell\'s clade genes using RTqPCR throughout culm development of sugarcane hybrids (H89 and H321) showed a higher expression in the youngest internode. ScAt10 and ScAt4 were cloned into overexpression (pzp221b:Ox) and RNAi silencing (pzp221b:RNAi), which were transformed into model grass maize (Zea mays). Transgenic overexpression lines (Ox:ScAt10) showed a very significant increase (~170x, p<0.001) in pCA content, specifically bound to hemicellulose. In addition, at least one silencing event ScAt4:RNAi showed ~3x decrease in pCA content, specifically attached to lignin. However, lines overexpressing ScAt4 did not show significant differences in pCA content. This work data suggests that ScAt10 has activity related with incorporation of pCA into hemicellulose, which could be explored for biotechnological applications to increase cell wall digestibility
In silico assembly of cloning genetic maps developed for use in grass vectors
No full textA cana-de-açúcar é uma cultura muito importante para a economia do Brasil, sendo o maior produtor desta cultura no mundo. A cana, gramínea monocotiledônea C4, é um híbrido interespecífico altamente poliplóide e aneuplóide e representa a cultura mais complexa geneticamente estudada até o momento. Os vetores Gateway são uma ferramenta biotecnológica alternativa que agiliza o processo de clonagem em relação aos vetores tradicionais que fazem uso de enzimas de restrição. Desde o início do século, diversos modelos de vetores de clonagem Gateway com distintas finalidades funcionais vem sendo desenvolvidos e aprimorados para uso em eudicotiledôneas. Em paralelo, vários modelos de vetores de clonagem vêm sendo desenvolvidos para uso em gramíneas, tais como, para superexpressão e silenciamento gênico por RNAi. No entanto, verifica-se pouca diversidade de vetores de clonagem para gramíneas, incluindo cana-de-açúcar e associado a isto, existe uma dificuldade de acesso e importação dos mais variados vetores de clonagem, seguindo rigorosamente as etapas legislativas e formas de pagamento internacional. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi a caracterização de vetores de clonagem de gramíneas visando diferentes aplicações científicas e biotecnológicas, tanto vetores de expressão derivados do sistema Gateway quanto vetores FoMV (Foxtail Mosaic Virus). Para isso, este trabalho conduziu o sequenciamento de vetores de destino para super-expressão e silenciamento gênico por RNAi; desenvolveu variedades de vetores aptos para o estudo de promotores e genes de interesse com uso de genes repórteres e isolamento de proteínas alvo; construiu vetores contendo distintos genes de fluorescência; construiu vetores de silenciamento gênico induzido por vírus e seus respectivos mapas genéticos, seguido das análises in silico para enzimas de restrição. Neste trabalho, foi utilizado a reação BP Gateway para clonar o gene de interesse mGFP5, inserido em um vetor pUC57, no vetor pDONR para posterior transformação de células eletrocompetentes Top10. Espera-se que este vetor construído contribua para trabalhos de estudos de expressão e produção de proteínas para diversos fins científicos e biotecnológicos.Sugarcane is a very important crop for Brazil\'s economy, being the largest producer of this crop in the world. Sugarcane, C4 monocotyledonous grass, is a highly polyploid and aneuploid interspecific hybrid and represents the most genetically complex crop studied to date. Gateway vectors are alternative biotechnological tool that streamlines the cloning process compared to traditional vectors that make use of restriction enzymes. Since the beginning of the century, several models of Gateway cloning vectors with different functional purposes have been developed and improved for use in eudicots. In parallel, several models of cloning vectors have been developed for use in grasses, such as for overexpression and gene silencing by RNAi. However, there is little diversity of cloning vectors for grasses, including sugarcane and associated with this, there is a difficulty in accessing and importing the most varied cloning vectors, strictly following the legislative steps and forms of international payment. Thus, the objective of this work was the characterization of grass cloning vectors aiming at different scientific and biotechnological applications, both expression vectors derived from the Gateway system and FoMV (Foxtail Mosaic Virus) vectors. For this, this work conducted the sequencing of target vectors for over-expression and gene silencing by RNAi; developed varieties of vectors suitable for the study of promoters and genes of interest with the use of reporter genes and isolation of target proteins; constructed vectors containing distinct fluorescence genes; constructed virusinduced gene silencing vectors and their respective genetic maps, followed by in sílico analysis for restriction enzymes. In this work, the BP Gateway reaction was used to clone the gene of interest mGFP5, inserted in a pUC57 vector, into the pDONR vector for subsequent transformation of Top10 electrocompetent cells. It is expected that this constructed vector will contribute to studies of expression and production of proteins for various scientific and biotechnological purposes
In silico prospecting and analysis of the gene expression profile of the SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) family in the Saccharum genus
No full textA cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma gramínea típica de climas tropicais e subtropicais e que possui variadas aplicações biotecnológicas, abrangendo as indústrias de biorrefinarias, biocombustíveis e alimentícias. Visando o aumento da produtividade da planta, é interessante que haja o acúmulo máximo de biomassa sem que haja a necessidade de aumento da área cultivada. A etapa de florescimento da cana-de-açúcar é um fenômeno biológico de alta importância, sendo indesejada em cultivos comerciais devido à perda de produtividade. O atraso do florescimento e prolongação do período vegetativo podem ocasionar maior acúmulo de biomassa por planta. Baseado nos estudos de genômica funcional de distintas espécies vegetais, sabe-se que os genes SPL, uma família de fatores transcricionais com o domínio SBP-box, estão envolvidos no controle de biomassa vegetal, sendo alguns membros de sua família alvos de miR156. Nas fases iniciais de desenvolvimento vegetal, têm-se uma alta expressão de miRNA156, ocasionando uma supressão dos seus genes alvo e reprimindo o florescimento. À medida que a planta cresce, têm-se um decréscimo gradual de expressão do miRNA156 e um consequente aumento da expressão dos genes SPL. Do ponto de vista econômico e agroindustrial, é interessante que haja esse controle de mudança de fase de desenvolvimento. Com a utilização de bancos genômicos e transcriptômicos e ferramentas de bioinformática em larga escala, como BLAST, HMMER, PFAM, MUSCLE e análises filogenéticas, foram identificados, anotados e classificados 18 genes SPLs presentes no gênero Saccharum (ex. cana-de-açúcar). Dentre esses genes, 11 genes apresentam o sítio de ligação alvo do miRNA156, responsável pela regulação entre as fases vegetativas e reprodutivas. A análise da expressão de bibliotecas transcriptômicas em distintas gramíneas, bem como em S. spontaneum e cana-de-açúcar híbridas nas variedades SP83-2847 e IACSP96-7569, usando as bibliotecas sobre ciclo circadiano, secções foliares e distintas fases do desenvolvimento vegetal, permitiu identificar ScSPLs possivelmente relacionados com a produção de biomassa vegetal, como ScSPL3, ScSPL4/11, ScSPL6, ScSPL9, ScSPL13, ScSPL14, ScSPL15 e ScSPL17. Também foram identificados lncRNAs de cana-de-açúcar possivelmente envolvidos na rede regulatória de florescimento envolvendo os ScSPLs, ilustrando possibilidades de novos estudos na área.Sugarcane (Saccharum spp.) is a grass native to tropical and subtropical climates, with various biotechnological applications in biorefinery, biofuels and food industries. The goal is to increase plant productivity while maximizing biomass accumulation without the need for expanding cultivated areas. However, the flowering stage of sugarcane is a biological phenomenon of significant importance, as it negatively impacts commercial crops, leading to reduced productivity. To improve biomass accumulation per plant, delaying flowering and extending the vegetative period is essential. Functional genomic studies of different plant species have revealed the involvement of SPL genes, a family of transcription factors with SBP-box domains, in plant biomass control, with some family members being targets of miR156. During the initial stages of plant development, there is a high expression of miRNA156, which suppresses its target genes and represses flowering. As the plant matures, miRNA156 expression gradually decreases, leading to increased expression of SPL genes. This regulatory mechanism in the development phase is economically and agro-industrially advantageous. Using genomic and transcriptomic banks and large-scale bioinformatics tools, such as BLAST, HMMER, PFAM, MUSCLE and phylogenetic analyses, 18 SPL genes present in the genus Saccharum were identified, annotated and classified. Among these genes, 11 genes presented the miRNA156 target binding site, responsible for regulation between vegetative and reproductive phases. The expression analysis of transcriptomic libraries in different grasses, as well as in S. spontaneum and hybrid sugarcane in the varieties SP83-2847 and IACSP96-7569, using the libraries on circadian cycle, leaf sections and different plant development stages, allowed to identify ScSPLs possibly related to plant biomass production, such as ScSPL3, ScSPL4/11, ScSPL6, ScSPL9, ScSPL13, ScSPL14, ScSPL15 and ScSPL17. Sugarcane lncRNAs possibly involved in the flowering regulatory network involving ScSPLs were also identified, illustrating possibilities for further studies in the area
Identification, annotation and phylogenetic analysis of gene families involved in hemicellulose biosynthesis pathway in sugarcane (Saccharum spp.)
No full textA parede celular de plantas é formada basicamente por celulose, hemicelulose e lignina. A formação dos polímeros de hemicelulose depende do suprimento de precursores chamados de açúcares-nucleotídeos. A biossíntese das diferentes estruturas de hemicelulose da parede celular envolve a participação de enzimas pertencentes às famílias das glicosiltransferases (GTs). Estudos feitos em Arabidopsis thaliana, Brachypodium distachyon, Oryza sativa (arroz) e Zea mays (milho) auxiliaram na descoberta de 11 enzimas da via de interconversão nucleotídeo-açúcar e de enzimas da família das glicosiltransferases (GTs), como as GT2, GT8, GT43, GT47, GT61 e GT75, envolvidas na biossíntese de hemicelulose. O presente trabalho visa a identificação de genes da via de biossíntese de hemicelulose da parede celular de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) e análise filogenética entre Arabidopsis thaliana (planta modelo de eudicotiledôneas), Oryza sativa, Brachypodium distachyon, Zea mays, Sorghum bicolor e Saccharum spp. Foram identificados os genes das famílias GT2, GT8, GT43, GT47, GT61, GT75, CSL, Epimerase e UDPG em cana-de-açúcar a partir da busca em sete bibliotecas de RNA-Seq utilizando as sequências de O. sativa, Z. mays e S. bicolor como referência. Os domínios específicos de cada família gênica foram confirmados através do programa PFAM e consequentemente anotados. A identificação e anotação das sequencias possibilitou a construção de bancos de sequências das famílias envolvidas na biossíntese de hemicelulose para as espécies A. thaliana, B. distachyon, O. sativa, Z. mays e S. bicolor. Foram identificadas para cada espécie, respectivamente, um total de 67, 49, 49, 60 e 56 genes bona fides. O presente trabalho, além da identificação de genes nas diferentes espécies, permitiu a identificação e seleção de 27 genes candidatos envolvidos na biossíntese de hemicelulose em cana-de-açúcar e possivelmente envolvidos na recalcitrância da parede celular nas diferentes bibliotecas de RNA-Seq de cana-de-açúcar.The plant cell wall is mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin. The formation of hemicellulose polymers lies on the supply of the so-called sugar-nucleotide precursors. The diverse hemicellulose structures biosynthesis of cell wall involves the participation of enzymes belonging to the families of glycosyltransferases (GTs). Studies in Arabidopsis thaliana, Brachypodium distachyon, Oryza sativa (rice) and Zea mays (corn) aid the discovery of 11 enzymes of the nucleotide sugar interconversion pathway and enzymes of the GT family, as GT2, GT8, GT43, GT47, GT61 e GT75, involved in the hemicelluloses biosynthesis. This study aims to the identification of hemicellulose biosynthesis pathway genes from the cell wall of sugarcane (Saccharum spp.) and phylogenetic analysis of Arabidopsis thaliana (eudicotyledonous plant model), Oryza sativa, Brachypodium distachyon, Zea mays, Sorghum bicolor and Saccharum spp. The genes of the GT2, GT8, GT 43, GT47, GT61, GT75, CSL, epimerase and UDPG families were identified in sugarcane from a search in seven RNA-Seq libraries using the sequences of O. sativa, Z. mays and S. bicolor as reference. The specific domains of each gene family have been confirmed through the PFAM program and consequently noted. The identification and annotation of the sequences enabled the construction of sequences banks of the families involved in hemicellulose biosynthesis in the species A. thaliana, B. distachyon, O. sativa, Z. mays and S. bicolor. It was identified for each species, respectively, a total of 67, 49, 49, 60 and 56 bona fides genes. This work, in addition to the identification of genes in different species, allowed the identification and selection of 27 candidate genes involved in the biosynthesis of hemicelluloses in sugarcane and possibly involved in cell wall recalcitrance in the different sugarcane RNA-Seq libraries
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
- …
