Bio-detoxification of castor bean seeds (Ricinus communis L.) by silencing the ricin gene

Autor: Sousa, Natália Lima de
Přispěvatelé: Aragão, Francisco José Lima
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnB
Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
Popis: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Universidade Federal de Goiás, Universidade Federal do Mato Grosso, Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, Universidade Federal da Grande Dourados— Programa em Rede Multi-Institucional do Pró-Centro-Oeste de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biodiversidade, 2017. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). A mamona é uma oleaginosa pertencente à Família Euphorbiaceae com distribuição mundial, porém mais cultivada em regiões tropicais e subtropicais. Tem grande importância na indústria principalmente devido ao seu óleo de grande aplicabilidade em medicamentos, cosméticos e lubrificantes. Seu subproduto de maior importância é a torta empregada na recuperação de solos devido ao alto teor de nitrogênio, e por conter alto teor de proteínas poderia ser empregada na alimentação animal. Porém seu uso como ração é inadequado devido à presença da ricina, uma proteína tóxica e de difícil eliminação. Para gerar plantas de mamona biodetoxificadas por meio da engenharia genética foi utilizada a técnica de RNA interferente para silenciar o gene da ricina nas sementes (com a intenção de silenciar também a RCA120, uma aglutinina muito similar a ricina), por Agrobacterium tumefaciens ou biobalística. Utilizando transformação via A. tumefaciens não foi possível obter plantas transgênicas, provavelmente por causa do baixo número de embriões transformados. Por outro lado, foram obtidos sete explantes transgênicos por meio de biobalística, sendo a maioria do tipo mosaico com apenas a epiderme transgênica. Porém, a linhagem TB14S-5D, apresentou todos os tecidos transgênicos e transferiu os transgenes para a progênie. Essa linhagem apresentou níveis indetectáveis de ricina no ensaio ELISA, em ensaio de hemaglutinação de hemácias não apresentou reação de aglutinação demostrando que a RCA120 também foi silenciada. O ensaio realizado com nematoides não ocorreu como esperado, pois o extrato de proteína da planta não transgênica não causou a morte da cultura como deveria, talvez por um mecanismo de defesa do próprio animal. Em ensaio com células IEC-6 e camundongos os extratos da planta transgênica não apresentaram toxidez. Os resultados mostram que a planta gerada tem potencial para que sua torta seja usada como alimento animal, gerando uma fonte renda maior para o produtor e um manejo mais seguro. Castor bean is an oilseed plant that belongs to Euphorbiaceae family with worldwide distribution, but mainly cultivated in tropical and sub-tropical regions. It has great importance in industry due to its oil content of great applicability in medicines, cosmetics and lubricants. Castor bean cake is the most important sub-product mainly used in soil recovery due to the high nitrogen content. Besides, it contains high protein content that could be used in animal feed. However, its use as animal feed is inadequate due to the presence of ricin, an extremely toxic and difficult to eliminate protein. To generate biodetoxified castor bean plants by genetic engineering, the RNAi technique was used to silence the ricin gene in castor bean seeds (also intending to silence the RCA120, that is a strong agglutinin very similar to ricin) by Agrobacterium tumefaciens or biolistic. It wasn’t possible to generate transgenic plants through genetic transformation by A. tumefaciens probably because of the low number of transformed embryos. Still it was possible to generate seven transgenic explants by genetic transformation via biolistic, however most explants were mosaic with only the epidermis being transgenic. The transgenic line TB14S-5D presented all tissue being transgenic and transferred the transgenes to progeny. This line had undetectable levels of ricin by ELISA, in a red blood cell hemagglutination test it did not present agglutination reaction showing that RCA120 was also silenced. The nematode assay did not occur as expected because the protein extract from the non-transgenic plant did not cause the death of the culture as it was expected, perhaps by a defense mechanism of the animal itself. Furthermore the transgenic plant extracts showed no toxicity to IEC-6 cells and mice. The results show that the cake of the plant generated can be used as animal feed, generating a higher source income for the producer and safer handling.
Databáze: OpenAIRE
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