RESUMO
Abstract MicroRNAs (miRNAs) are essential nonprotein-coding genes. In a range of organisms, miRNAs has been reported to play an essential role in regulating gene expressions at post-transcriptional level. They participate in most of the stress responsive processes in plants. Drought is an ultimate abiotic stress that affects the crop production. Therefore understanding drought stress responses are essential to improve the production of agricultural crops. Throughout evolution, plants have developed their own defense systems to cope with the adversities of environmental stresses. Among defensive mechanisms include the regulations of gene expression by miRNAs. Drought stress regulates the expression of some of the functionally conserved miRNAs in different plants. The given properties of miRNAs provide an insight to genetic alterations and enhancing drought resistance in cereal crops. The current review gives a summary to regulatory mechanisms in plants as well as miRNAs response to drought stresses in cereal crops. Some possible approaches and guidelines for the exploitation of drought stress miRNA responses to improve cereal crops are also described.
Resumo MicroRNAs (miRNAs) são genes essenciais não codificadores de proteínas. Em uma variedade de organismos, foi relatado que miRNAs desempenham papel essencial na regulação da expressão gênica em nível pós-transcricional. Eles participam da maioria dos processos responsivos ao estresse nas plantas. A seca é um estresse abiótico final que afeta a produção agrícola. Portanto, compreender as respostas ao estresse da seca é essencial para melhorar a produção de safras agrícolas. Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram seus próprios sistemas de defesa para lidar com as adversidades do estresse ambiental. Entre os mecanismos de defesa está a regulação da expressão gênica por miRNAs. O estresse hídrico regula a expressão de alguns dos miRNAs funcionalmente conservados em diferentes plantas. As propriedades dadas dos miRNAs fornecem uma visão das alterações genéticas e aumentam a resistência à seca nas safras de cereais. A revisão atual apresenta um resumo dos mecanismos regulatórios nas plantas, bem como a resposta dos miRNAs ao estresse hídrico nas plantações de cereais. Algumas abordagens e diretrizes possíveis para a exploração das respostas do miRNA ao estresse da seca para melhorar as safras de cereais também são descritas.
Assuntos
MicroRNAs/genética , Secas , Estresse Fisiológico/genética , Produtos Agrícolas/genética , Produção AgrícolaRESUMO
MicroRNAs (miRNAs) are essential nonprotein-coding genes. In a range of organisms, miRNAs has been reported to play an essential role in regulating gene expressions at post-transcriptional level. They participate in most of the stress responsive processes in plants. Drought is an ultimate abiotic stress that affects the crop production. Therefore understanding drought stress responses are essential to improve the production of agricultural crops. Throughout evolution, plants have developed their own defense systems to cope with the adversities of environmental stresses. Among defensive mechanisms include the regulations of gene expression by miRNAs. Drought stress regulates the expression of some of the functionally conserved miRNAs in different plants. The given properties of miRNAs provide an insight to genetic alterations and enhancing drought resistance in cereal crops. The current review gives a summary to regulatory mechanisms in plants as well as miRNAs response to drought stresses in cereal crops. Some possible approaches and guidelines for the exploitation of drought stress miRNA responses to improve cereal crops are also described.
MicroRNAs (miRNAs) são genes essenciais não codificadores de proteínas. Em uma variedade de organismos, foi relatado que miRNAs desempenham papel essencial na regulação da expressão gênica em nível pós-transcricional. Eles participam da maioria dos processos responsivos ao estresse nas plantas. A seca é um estresse abiótico final que afeta a produção agrícola. Portanto, compreender as respostas ao estresse da seca é essencial para melhorar a produção de safras agrícolas. Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram seus próprios sistemas de defesa para lidar com as adversidades do estresse ambiental. Entre os mecanismos de defesa está a regulação da expressão gênica por miRNAs. O estresse hídrico regula a expressão de alguns dos miRNAs funcionalmente conservados em diferentes plantas. As propriedades dadas dos miRNAs fornecem uma visão das alterações genéticas e aumentam a resistência à seca nas safras de cereais. A revisão atual apresenta um resumo dos mecanismos regulatórios nas plantas, bem como a resposta dos miRNAs ao estresse hídrico nas plantações de cereais. Algumas abordagens e diretrizes possíveis para a exploração das respostas do miRNA ao estresse da seca para melhorar as safras de cereais também são descritas.
Assuntos
Grão Comestível , MicroRNAs/análise , MicroRNAs/genética , SecasRESUMO
Abstract MicroRNAs (miRNAs) are essential nonprotein-coding genes. In a range of organisms, miRNAs has been reported to play an essential role in regulating gene expressions at post-transcriptional level. They participate in most of the stress responsive processes in plants. Drought is an ultimate abiotic stress that affects the crop production. Therefore understanding drought stress responses are essential to improve the production of agricultural crops. Throughout evolution, plants have developed their own defense systems to cope with the adversities of environmental stresses. Among defensive mechanisms include the regulations of gene expression by miRNAs. Drought stress regulates the expression of some of the functionally conserved miRNAs in different plants. The given properties of miRNAs provide an insight to genetic alterations and enhancing drought resistance in cereal crops. The current review gives a summary to regulatory mechanisms in plants as well as miRNAs response to drought stresses in cereal crops. Some possible approaches and guidelines for the exploitation of drought stress miRNA responses to improve cereal crops are also described.
Resumo MicroRNAs (miRNAs) são genes essenciais não codificadores de proteínas. Em uma variedade de organismos, foi relatado que miRNAs desempenham papel essencial na regulação da expressão gênica em nível pós-transcricional. Eles participam da maioria dos processos responsivos ao estresse nas plantas. A seca é um estresse abiótico final que afeta a produção agrícola. Portanto, compreender as respostas ao estresse da seca é essencial para melhorar a produção de safras agrícolas. Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram seus próprios sistemas de defesa para lidar com as adversidades do estresse ambiental. Entre os mecanismos de defesa está a regulação da expressão gênica por miRNAs. O estresse hídrico regula a expressão de alguns dos miRNAs funcionalmente conservados em diferentes plantas. As propriedades dadas dos miRNAs fornecem uma visão das alterações genéticas e aumentam a resistência à seca nas safras de cereais. A revisão atual apresenta um resumo dos mecanismos regulatórios nas plantas, bem como a resposta dos miRNAs ao estresse hídrico nas plantações de cereais. Algumas abordagens e diretrizes possíveis para a exploração das respostas do miRNA ao estresse da seca para melhorar as safras de cereais também são descritas.
RESUMO
Abstract Genetic distances among different chickpea varieties and evaluation of their free amino acid profiles were determined on the basis of Sodium dodecyle sulphate polyacrylamide gels electrophoresis (SDS-PAGE). Total soluble proteins were resolved on 10% SDS Polyacrylamide gel. Low variability in tested varieties was observed. Dendogram based on electrophoretic data clustered the genotypes into 2 groups. The results showed that the average protein content of all the varieties was 26.01% within the range 22.8% for Thal-2006 to 34.06% Sheenghar-2000 of dry seed weight. On the basis of total protein content Bittal-98, Dasht and Sheen Ghar-2000, Karak-3 and CM-98, Paidar -91 and Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar and KK-1showed similar concentrations for protein contents among each other but showed variation from the rest of the varieties. Different proteins were separated on the basis of changes in their molecular weights by means of Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE). Dasht, CM-98, and Sheen Ghar showed 100% similarity. Balaksar and Fakhr-e- Thal, KK-2 and Chattan and KC-98, KK-1 and Lawaghar were 100% similar among each other but showed variation from the rest of the accessions. The overall dendrogram showed high and low level of variation among the accessions. The concentration of free amino acids varied among the 16 chickpea varieties. A significant difference of both essential and non-essential amino acids was found among the chickpea cultivars. The total concentration of essential amino acid was recorded 40.81 g/100 g protein while non-essential was recorded 59.18343 g/100 g protein in the given cultivars. The highest concentration of essential amino acids was found in C-44 followed by KK-2, KK-1 and Fakhr E Tal while the lowest concentration was recorded in Cm-98, Paidar-91 and Sheen Ghar-2000 respectively. Cultivars TAL-2006, Chattan and Karak-3 showed maximum concentration of both essential and endogenous amino acids. In conclusion; for broadening the genetic pools in breeding programs or to search for exotic characters, for instance new disease resistance alleles, accession with low similarity coefficients (Lawaghar and Battal-98) may be utilized. Furthermore the information acquired from this study could be used to device a proficient breeding approach intended at improving nutritional as well as broadening the genetic base of this essential food crop of Pakistan.
Resumo As distâncias genéticas entre as diferentes variedades de grão-de-bico e a avaliação de seus perfis de aminoácidos livres foram determinadas com base na eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). As proteínas solúveis totais foram resolvidas em SDS-PAGE a 10%. Foi observada baixa variabilidade nas variedades testadas. O dendrograma fundamentado em dados eletroforéticos agrupou os genótipos em dois grupos. Os resultados mostraram que o teor médio de proteínas de todas as variedades foi de 26,01%, na faixa de 22,8% para Thal-2006 a 34,06% para Sheenghar-2000 do peso de sementes secas. Com base no conteúdo total de proteínas, Bittal-98, Dasht, Sheen Ghar-2000, Karak-3, CM-98, Paidar-91, Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar e KK-1 apresentaram concentrações semelhantes para o conteúdo de proteínas entre si, mas tiveram variação quanto ao restante das variedades. Diferentes proteínas foram separadas com base nas alterações de seus pesos moleculares por meio de eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). Dasht, CM-98 e Sheen Ghar mostraram 100% de similaridade. Balaksar, Fakhr-e-Thal, KK-2, Chattan e KC-98, KK-1 e Lawaghar foram 100% semelhantes entre si, mas apresentaram variação em relação ao restante dos acessos. O dendrograma geral mostrou alto e baixo nível de variação entre os acessos. A concentração de aminoácidos livres variou entre as 16 variedades de grão-de-bico. Foi encontrada uma diferença significativa entre os aminoácidos essenciais e não essenciais nas cultivares de grão-de-bico. A concentração total de aminoácidos essenciais foi registrada em 40,81 g / 100 g de proteína, enquanto a não essencial foi registrada em 59,18343 g / 100 g de proteína nas cultivares. A maior concentração de aminoácidos essenciais foi encontrada em C-44, seguida de KK-2, KK-1 e Fakhr-e-Thal, enquanto a menor concentração foi registrada em CM-98, Paidar-91 e Sheen Ghar-2000. As cultivares TAL-2006, Chattan e Karak-3 apresentaram concentração máxima de aminoácidos essenciais e endógenos. Em conclusão, para ampliar os pools genéticos em programas de melhoramento ou procurar caracteres exóticos, por exemplo, novos alelos de resistência a doenças, pode ser utilizada a adesão com baixos coeficientes de similaridade (Lawaghar e Battal-98). Além disso, as informações adquiridas neste estudo poderiam ser usadas para criar uma abordagem de criação eficiente, com o objetivo de melhorar a nutrição e ampliar a base genética dessa cultura alimentar essencial do Paquistão.
Assuntos
Cicer/genética , Paquistão , Sementes , Melhoramento Vegetal , GenótipoRESUMO
Abstract Genetic distances among different chickpea varieties and evaluation of their free amino acid profiles were determined on the basis of Sodium dodecyle sulphate polyacrylamide gels electrophoresis (SDS-PAGE). Total soluble proteins were resolved on 10% SDS Polyacrylamide gel. Low variability in tested varieties was observed. Dendogram based on electrophoretic data clustered the genotypes into 2 groups. The results showed that the average protein content of all the varieties was 26.01% within the range 22.8% for Thal-2006 to 34.06% Sheenghar-2000 of dry seed weight. On the basis of total protein content Bittal-98, Dasht and Sheen Ghar-2000, Karak-3 and CM-98, Paidar -91 and Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar and KK-1showed similar concentrations for protein contents among each other but showed variation from the rest of the varieties. Different proteins were separated on the basis of changes in their molecular weights by means of Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE). Dasht, CM-98, and Sheen Ghar showed 100% similarity. Balaksar and Fakhr-e- Thal, KK-2 and Chattan and KC-98, KK-1 and Lawaghar were 100% similar among each other but showed variation from the rest of the accessions. The overall dendrogram showed high and low level of variation among the accessions. The concentration of free amino acids varied among the 16 chickpea varieties. A significant difference of both essential and non-essential amino acids was found among the chickpea cultivars. The total concentration of essential amino acid was recorded 40.81 g/100 g protein while non-essential was recorded 59.18343 g/100 g protein in the given cultivars. The highest concentration of essential amino acids was found in C-44 followed by KK-2, KK-1 and Fakhr E Tal while the lowest concentration was recorded in Cm-98, Paidar-91 and Sheen Ghar-2000 respectively. Cultivars TAL-2006, Chattan and Karak-3 showed maximum concentration of both essential and endogenous amino acids. In conclusion; for broadening the genetic pools in breeding programs or to search for exotic characters, for instance new disease resistance alleles, accession with low similarity coefficients (Lawaghar and Battal-98) may be utilized. Furthermore the information acquired from this study could be used to device a proficient breeding approach intended at improving nutritional as well as broadening the genetic base of this essential food crop of Pakistan.
Resumo As distâncias genéticas entre as diferentes variedades de grão-de-bico e a avaliação de seus perfis de aminoácidos livres foram determinadas com base na eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). As proteínas solúveis totais foram resolvidas em SDS-PAGE a 10%. Foi observada baixa variabilidade nas variedades testadas. O dendrograma fundamentado em dados eletroforéticos agrupou os genótipos em dois grupos. Os resultados mostraram que o teor médio de proteínas de todas as variedades foi de 26,01%, na faixa de 22,8% para Thal-2006 a 34,06% para Sheenghar-2000 do peso de sementes secas. Com base no conteúdo total de proteínas, Bittal-98, Dasht, Sheen Ghar-2000, Karak-3, CM-98, Paidar-91, Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar e KK-1 apresentaram concentrações semelhantes para o conteúdo de proteínas entre si, mas tiveram variação quanto ao restante das variedades. Diferentes proteínas foram separadas com base nas alterações de seus pesos moleculares por meio de eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). Dasht, CM-98 e Sheen Ghar mostraram 100% de similaridade. Balaksar, Fakhr-e-Thal, KK-2, Chattan e KC-98, KK-1 e Lawaghar foram 100% semelhantes entre si, mas apresentaram variação em relação ao restante dos acessos. O dendrograma geral mostrou alto e baixo nível de variação entre os acessos. A concentração de aminoácidos livres variou entre as 16 variedades de grão-de-bico. Foi encontrada uma diferença significativa entre os aminoácidos essenciais e não essenciais nas cultivares de grão-de-bico. A concentração total de aminoácidos essenciais foi registrada em 40,81 g / 100 g de proteína, enquanto a não essencial foi registrada em 59,18343 g / 100 g de proteína nas cultivares. A maior concentração de aminoácidos essenciais foi encontrada em C-44, seguida de KK-2, KK-1 e Fakhr-e-Thal, enquanto a menor concentração foi registrada em CM-98, Paidar-91 e Sheen Ghar-2000. As cultivares TAL-2006, Chattan e Karak-3 apresentaram concentração máxima de aminoácidos essenciais e endógenos. Em conclusão, para ampliar os pools genéticos em programas de melhoramento ou procurar caracteres exóticos, por exemplo, novos alelos de resistência a doenças, pode ser utilizada a adesão com baixos coeficientes de similaridade (Lawaghar e Battal-98). Além disso, as informações adquiridas neste estudo poderiam ser usadas para criar uma abordagem de criação eficiente, com o objetivo de melhorar a nutrição e ampliar a base genética dessa cultura alimentar essencial do Paquistão.