Métodos multivariados aplicados ao melhoramento genético do feijoeiro visando ao aumento da tolerância ao estresse osmótico e biofortificação de grãos

O feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) é uma cultura agrícola muito importante economicamente e nutricionalmente para a população brasileira e necessita de metodologias simples e eficazes que auxiliem o processo de melhoramento genético. As técnicas empregadas devem minimizar os efeitos indesejáveis da multicolinearidade entre as características estudadas durante o processo de seleção. A produção de sementes de feijão, normalmente, é limitada pela escassez hídrica e solos salinos. No entanto, devido a grande variabilidade genética, característica da espécie, é possível encontrar materiais genéticos mais tolerantes a esses estresses osmóticos. A germinação e o desenvolvimento inicial da plântula são fases críticas e desta maneira é importante selecionar os matérias genéticos mais tolerantes nestas fases. Além de selecionar genótipos tolerantes é necessário selecionar materiais genéticos que sejam ricos nutricionalmente, principalmente, em relação à composição mineralógica. Os principais objetivos almejados com este trabalho foram reduzir a multicolinearidade e selecionar genótipos para a tolerância ao estresse osmótico e a biofortificação dos grãos do feijoeiro, com base nos valores genéticos. Desta maneira, foram utilizadas duas técnicas para reduzir a influência da multicolinearidade: o descarte de variáveis redundantes pelas variáveis canônicas, e o uso das análises de fatores para reduzir o número de variáveis. As variáveis analisadas foram: porcentagem de germinação e de plântulas normais, tempo médio de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimentos de raiz e de hipocótilo, massas seca de raiz e da parte aérea, razão raiz/parte aérea e o produto da porcentagem de plântulas normais pelo comprimento das plântulas. Avaliou-se também a composição mineralógica dos grãos em relação à concentração de cálcio, ferro, zinco, potássio, magnésio, manganês e fósforo. Adicionalmente, para estimar os parâmetros e os valores genéticos realizou-se análise via modelos mistos, utilizando-se a técnica de REML/BLUP. Os genótipos foram selecionados com base da média genética, estabilidade e adaptabilidade, utilizando-se a técnica da média harmônica da performance relativa dos valores genéticos. Os genótipos que apresentaram as maiores tolerâncias, adaptabilidade e estabilidade quanto aos estresses osmóticos foram: CNFC 15466, CNFC 15462, CNFC 15630, BRS Valente, Capixaba Precoce, CNFP 15290, CNFP 15292 e CNFP 15302. Enquanto os genótipos mais ricos e divergentes geneticamente do grupo comercial carioca foram: CNFC 15475 e CNFC 15625, e do grupo comercial preto foram: CNFP 15310 e CNFP 15304. Conclui-se que a utilização de técnicas multivariadas facilita a seleção de genótipos promissores como parentais na formação de linhagens tolerantes ao estresse osmótico e biofortificados. Palavras-chave: feijoeiro comum; seleção de genótipos; estresse hídrico e salino; multicolinearidade; composição mineral

STING is a direct innate immune sensor of cyclic di-GMP.

The innate immune system detects infection by using germline-encoded receptors that are specific for conserved microbial molecules. The recognition of microbial ligands leads to the production of cytokines, such as type I interferons (IFNs), that are essential for successful pathogen elimination. Cytosolic detection of pathogen-derived DNA is one major mechanism of inducing IFN production, and this process requires signalling through TANK binding kinase 1 (TBK1) and its downstream transcription factor, IFN-regulatory factor 3 (IRF3). In addition, a transmembrane protein called STING (stimulator of IFN genes; also known as MITA, ERIS, MPYS and TMEM173) functions as an essential signalling adaptor, linking the cytosolic detection of DNA to the TBK1-IRF3 signalling axis. Recently, unique nucleic acids called cyclic dinucleotides, which function as conserved signalling molecules in bacteria, have also been shown to induce a STING-dependent type I IFN response. However, a mammalian sensor of cyclic dinucleotides has not been identified. Here we report evidence that STING itself is an innate immune sensor of cyclic dinucleotides. We demonstrate that STING binds directly to radiolabelled cyclic diguanylate monophosphate (c-di-GMP), and we show that unlabelled cyclic dinucleotides, but not other nucleotides or nucleic acids, compete with c-di-GMP for binding to STING. Furthermore, we identify mutations in STING that selectively affect the response to cyclic dinucleotides without affecting the response to DNA. Thus, STING seems to function as a direct sensor of cyclic dinucleotides, in addition to its established role as a signalling adaptor in the IFN response to cytosolic DNA. Cyclic dinucleotides have shown promise as novel vaccine adjuvants and immunotherapeutics, and our results provide insight into the mechanism by which cyclic dinucleotides are sensed by the innate immune system

STING is a direct innate immune sensor of cyclic di-GMP

The innate immune system detects infection by employing germline-encoded receptors specific for conserved microbial molecules. Recognition of microbial ligands leads to the production of cytokines, such as type I interferons (IFN), that are essential for successful pathogen elimination. Cytosolic detection of pathogen-derived DNA is one major mechanism of IFN induction(1,2), and requires signaling via Tank Binding Kinase 1 (TBK1), and its downstream transcription factor, Interferon Regulatory Factor 3 (IRF3). In addition, a transmembrane protein called STING (STimulator of INterferon Genes; also called MITA, ERIS, MPYS, TMEM173) functions as an essential signaling adaptor linking cytosolic detection of DNA to the TBK1/IRF3 signaling axis(3–7). Recently, unique nucleic acids called cyclic dinucleotides, which function as conserved signaling molecules in bacteria(8), were also shown to induce a STING-dependent type I interferon response(9–12). However, a mammalian sensor of cyclic dinucleotides has not been identified. Here we report evidence that STING itself is an innate immune sensor of cyclic dinucleotides. We demonstrate that STING binds directly to radiolabelled cyclic diguanylate monophosphate (c-di-GMP) and that this binding is competed by unlabelled cyclic dinucleotides but not by other nucleotides or nucleic acids. Furthermore, we identify mutations in STING that selectively affect the response to cyclic dinucleotides without affecting the response to DNA. Thus, STING appears to function as a direct sensor of cyclic dinucleotides, in addition to its established role as a signaling adaptor in the interferon response to cytosolic DNA. Cyclic dinucleotides have shown promise as novel vaccine adjuvants and immunotherapeutics(9,13). Our results provide insight into the mechanism by which cyclic dinucleotides are sensed by the innate immune system