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Title: Uptake and assimilation of sulfate in Vitis vinifera: a molecular and physiological approach
Other Titles: Absorção e assimilação do sulfato na videira: perspectiva molecular e fisiológica
Authors: Tavares, Silvia Andreia Godinho Barquinha
Advisor: Amâncio, Sara Barros Queiróz
Keywords: Vitis vinifera
sulfate
serine acetiltransferase
stilbenes
sulfate transport
anthocyanins
videira
antocianinas
serina acetiltransferase
stilbenos
transportadores de sulfato
Issue Date: 2009
Abstract: The objective of this study was to broaden the information on sulfate metabolism in Vitis vinifera, and the interplay between sulfate metabolism and the phenylpropanoid pathway. The investigation started with a physiological characterization of sulfate deficiency (-S) using Vitis vinifera cv Touriga Nacional cell cultures as a model system. A significant increase in sulfate influx rate was observed under -S, which correlated with an up-regulation of the relative expression of VvST assigned to group 1 of sulfate transporters. The recent sequencing of V. vinifera genome permitted the identification of sulfate transporters and serine acetyltransferase (SAT) families, both characterized as multi-gene families. An up-regulation of group 4 sulfate transporter, VvSultr4;1 and group 2 of SAT family VvSAT2;2 , transcripts in V. vinifera cell cultures was observed under -S, after 4 and 7 days of cell growth, respectively. VvSAT2;2 had a putative localization in the nucleus, and its C-terminal was considerably shorter which probably caused a weak interaction with OAS-TL3 from Arabidopsis thaliana. An accumulation of anthocyanins was observed under –S in V. vinifera plantlets that matched well the up-regulation of chalcone synthase gene. In -S plantlets and cell cultures an increase in stilbenes correlated well with the up-regulation of a stilbene synthase gene.------------------------------------A caracterização do metabolismo do sulfato e o efeito da carência deste elemento na via dos fenilpropanóides na videira foram os objectivos principais deste estudo. Em culturas celulares de Vitis vinifera cv Touriga Nacional usadas como sistema modelo estudou-se a sua resposta fisiológica em condições de deficiência de sulfato (-S). Confirmando resultados obtidos em outras espécies, a taxa de influxo de sulfato aumentou significativamente em -S, em correlação com a expressão do gene VvST pertencente ao grupo 1 da família de transportadores de sulfato. Em 2007 a publicação do genoma da videira permitiu a identificação das famílias multi-génicas dos transportadores de sulfato e da enzima serina acetiltransferase (SAT). O aumento da expressão do transportador VvSultr4;1 e do gene das proteínas SAT VvSAT2;2, em culturas celulares de V. vinifera em –S foi observado respectivamente, após 4 e 7 dias de crescimento. A proteína VvSAT2;2 foi localizada no núcleo e apresentou uma cadeia C-terminal consideravelmente mais curta o que poderá ter determinado uma interacção fraca com O-acetilserina-tiol-liase de Arabidopsis thaliana. Em ‘plantinhas’ (ramos sem raiz) de V. vinifera em condições –S verificou-se um aumento da concentração de antocianinas equivalente ao aumento da expressão do gene da chalcona sintase. Por sua vez a concentração de stilbenos aumentou em ‘plantinhas’ e culturas celulares em -S, correlacionando-se com a activação da expressão do gene da stilbeno sintase.
Description: Doutoramento em Engenharia Agronómica - Instituto Superior de Agronomia
URI: http://hdl.handle.net/10400.5/2034
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