Estratégias biotecnológicas e genômicas para qualidade, produtividade e manejo sustentável de citros, café e cana-de-açúcar no estado de São Paulo

• Processo: 20/07045-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Núcleos de Pesquisa Orientada a Problemas em São Paulo
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
• Pesquisador responsável: Mariângela Cristofani-Yaly
• Beneficiário: Mariângela Cristofani-Yaly
• Instituição Sede: Instituto Agronômico (IAC). Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Pesquisadores principais: Alessandra Alves de Souza ; Marinês Bastianel ; Oliveiro Guerreiro Filho ; Silvana Aparecida Creste Dias de Souza
• Pesquisadores associados: Alessandra Ferreira Ribas ; Celso Luis Rodrigues Vegro ; Claudia Barros Monteiro Vitorello ; Dirceu de Mattos Junior ; Evandro Henrique Schinor ; Fernando Alves de Azevedo ; Francisco de Assis Alves Mourão Filho ; Graciela da Rocha Sobierajski ; Helvecio Della Coletta Filho ; Hugo Bruno Correa Molinari ; Ivan de Godoy Maia ; Jorge Maurício Costa Mondego ; Julieta Andrea Silva de Almeida ; Júlio César Mistro ; Katia Nachiluk ; Lilian Padilha ; Luiz Filipe Protasio Pereira ; Marco Aurélio Takita ; Marcos Antonio Machado ; Marcos Guimarães de Andrade Landell ; Maria Helena de Souza Goldman ; Michael dos Santos Brito ; Mirian Perez Maluf ; Patrícia Cia ; Paulo Mazzafera ; Raquel Luciana Boscariol Camargo ; Roberto Fritsche Neto ; Rodrigo Gazaffi ; Terezinha de Jesus Garcia Salva ; Tiago Campos Pereira ; Valdenice Moreira Novelli
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/23033-9 - Estratégia de biobalística para entrega de CRISPR DNA-free visando desenvolvimento de novas plantas cítricas editadas à resistência ou tolerância ao HLB., BP.TT; 25/22678-6 - Aplicação de ferramentas de edição gênica do gene ScSPL e superexpressão do gene ScIQD visando resistência a Sporisorium scitamineum em cana-de-açúcar e cana-energia, BP.DR; 25/12785-0 - Avaliação da viabilidade econômica e os impactos das tecnologias utilizadas nos sistemas de produção das lavouras de café, cana e citros. Novo Título: Edição genômica transgene-free em citros utilizando sistemas de seleção positiva e negativa., BP.MS; + mais bolsas vinculadas 25/01305-7 - Edição multiplex de genes Sieve Element Occlusion visando a obtenção de plantas tolerantes ao Huanglongbing, BP.DR; 25/07338-4 - Avaliações de desenvolvimento e de tolerância às doenças de plantas geneticamente modificadas mantidas em campo e casa-de-vegetação., BP.TT; 25/04924-0 - Divulgação científica no projeto CCD-CROP-IAC: conectando pesquisa e inovação à sociedade, BP.JC; 25/02473-0 - Calogênese a partir de explantes foliares de Coffea arabica L. para aplicação da tecnologia de edição gênica, BP.TT; 24/19703-6 - Transformação genética de citros mediada por Agrobacterium rhizogenes, BP.TT; 24/19329-7 - Edição gênica CRISPR DNA-free por meio de protoplasto para o desenvolvimento de novas plantas cítricas resistentes ou tolerantes ao HLB., BP.TT; 24/18198-6 - Prospecção de Genes Candidatos relacionados à resposta ao HLB, BP.TT; 24/17330-8 - Produção de plantas transgênicas de cana de açúcar e cana energia em escala, BP.TT; 24/17963-0 - Obtenção de variedades comerciais de laranja doce tolerante ao HLB via edição genômica por CRISPR., BP.PD; 24/16590-6 - Produção de calos embriogênicos de cana de açúcar e cana energia visando a transformação genética, BP.TT; 24/13403-0 - Obtenção e Fenotipagem de plantas Geneticamente Modificadas: Uma abordagem Cisgênica para controle do HLB, BP.PD; 24/00646-2 - Ciência à MesaCast - aplicação da biotecnologia no melhoramento genético de citros, café e cana-de-açúcar, BP.JC; 24/00640-4 - Ciência à MesaCast - aplicação da biotecnologia no melhoramento genético de citros, café e cana-de-açúcar, BP.JC; 24/00742-1 - Produção de plantas transgênicas de cana de açúcar e cana energia em escala, BP.TT; 23/06114-0 - Redução da cafeína em Coffea arabica utilizando estratégias de edição gênica via CRISPR/CAS e de oligonucleotídeo antissenso, BP.PD; 23/10997-4 - Produção de calli embriogênicos de cana de açúcar e cana energia para transformação genética, BP.TT; 23/04788-3 - Caracterização transcricional do gene SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE (SPL) em genótipos de cana-de-açúcar e cana-energia em resposta à infecção pelo fungo do carvão (Sporisorium scitamineum), BP.MS; 22/12483-5 - Sistema CRISPR/Cas9 na edição do gene Sieve Element Occlusion c (SEOc), visando obtenção de plantas de citros tolerantes ao Huanglongbing (HLB), BP.MS; 22/12720-7 - Produção de plantas transgênicas de cana de açúcar e cana energia em escala, BP.TT; 22/10505-1 - Abordagens de Engenharia Genética e Biologia Sintética aplicadas ao desenvolvimento de novas variedades de laranja doce (Citrus sinensis) resistentes ou tolerantes ao Huanglongbing (HLB), BP.PD; 22/02147-8 - Produção de calli embriogênicos de cana de açúcar e cana energia para transformação genética, BP.TT; 22/02177-4 - Produção de plantas transgênicas de cana de açúcar e cana energia em escala, BP.TT; 22/02228-8 - Produção de calli embriogênicos visando a transformação genética de arroz e cana-energia, BP.TT; 21/10123-9 - Fisiologia e metabolismo especializado de Citrandarins ananicantes sob diferentes manejos culturais, BP.DR; 21/13478-2 - Edição de genomas em espécies de gramíneas via CRISPR/Cas9, BP.DR; 21/03466-7 - Edição de genes de Citrus sinensis visando atenuar o acúmulo de caloses associadas aos sintomas do Huanglongbing (HLB), BP.DR; 21/03989-0 - Recombinação homologa mediada pelo sistema CRISPR/Cas e inserção de gene de resistência no desenvolvimento de variedades de laranjas doce resistentes ao Huanglongbing, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Agricultura Biotecnologia Transgenia Melhoramento genético Seleção genômica Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas Manejo sustentável Citrus Café Cana-de-açúcar Agricultura sustentável
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agricultura 4 | biotecnologia | Crispr | Edição genômica | selecao genomica | transgenia | 0 | Melhoramento genético

Resumo

NPOP-IAC, com sede no IAC em Campinas, tem como objetivo estratégico principal ampliar a base científica e tecnológica para solução de problemas bem definidos em três diferentes culturas do agro brasileiro, citros, cana-de-açúcar e café. A escolha da linha temática genômica e biotecnologia justifica-se pelo atual estado da arte que os programas de melhoramento, com forte inserção de biotecnologia, têm no IAC. Apoiado por projetos com agências de fomento e/ou parcerias com empresas, esses programas, além de significativa base genética, representada por seu germoplasma, acumularam bases de dados de genomas, transcriptomas, genótipos geneticamente transformados e conhecimento genético-molecular de processos de interação biótica e abiótica, bem como processos bioquímicos importantes na expressão de características fenotípicas e agronômicas. Ao focalizar as três mais importantes cadeias do agronegócio paulistão NPOP-IAC alinha-se com a necessidade de buscar soluções que podem ter alto impacto no setor e no Estado. Juntas as três cadeias têm valores de bruto de produção da ordem de 55 (citros), 97 (café) e 255 (cana) bilhões de reais, com o Estado de São Paulo representando 52, 12 e 48 % da produção nacional, respectivamente. Em que pese a importância dessas cadeias de produção do agro elas têm desafios científicos e tecnológicos que necessitam ser abordados. Tais desafios limitam sua manutenção, reduzem competitividade, aumentam custos e impactam o meio ambiente com suas atuais soluções. Em cada uma das três culturas abordadas no NPOP-IAC são focalizados problemas específicos com propostas de solução. Em citros, o foco será a doença conhecida como huanglongbing (HLB), considerada a mais devastadoras doenças de citros no mundo. A proposta focalizará três linhas de atuação: avaliação de citros geneticamente modificados (GM) em ensaios de campo (em andamento), edição gênica por CRISPR para reduzir a resposta de hipersensibilidade (HR) de plantas infectadas pela bactéria do HLB (em andamento) e genotipagem e uso de porta-enxertos tolerantes ao HLB e que induzem menor porte da variedade copa para novo sistema de produção (em andamento). Potencializando informações genéticas do programa de melhoramento de café no IAC, o NPOP-IAC focalizará seus esforços na geração de genótipos comerciais de café arábica com baixo teor de cafeína. Tais genótipos estão sendo produzidos por melhoramento tradicional, mas serão também obtidos por silenciamento de genes da via de síntese de cafeína previamente selecionados. Existe demanda mundial para cafés especiais, especialmente com baixo teor de cafeína. Em parceiras com o setor privado, o NPOP-IAC continuará a geração e avaliação de novos genótipos de cana-de-açúcar GM, focalizando principalmente a geração de biomassa para etanol de segunda geração e resistência a doenças. A complexidade genética de cana-de-açúcar não deverá ser obstáculo para edição gênica com alvos bem definidos e em cultivares já aprovadas agronomicamente. (AU)

Publicações científicas

(13)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BASTIANEL, MARINES; MARTINELLI, RODRIGO; DEVITE, FERNANDO TREVIZAN; CRISTOFANI-YALY, MARIANGELA; FERREIRA, RODRIGO DO VALE; STUCHI, EDUARDO SANCHES; DE AZEVEDO, FERNANDO ALVES. Reaction of Mandarins to the Alternaria Brown Spot and Huanglongbing: Identification of Potential Varieties for These Diseases to Be Managed in the Field. HORTICULTURAE, v. 9, n. 6, p. 12-pg., 2023-06-01. (17/24564-1, 20/07045-3, 14/50880-0)

DE SOUZA, ANA JULIA BORIM; CRISTOFANI-YALY, MARIANGELA; DA CONCEICAO, PATRICIA MARLUCI; DEVITE, FERNANDO TREVIZAN; BASTIANEL, MARINES; ROMERO, PAULO VITOR SANCHES; PADILHA, PEDRO HENRIQUE BARRIO; DE AZEVEDO, FERNANDO ALVES. Physiological and productivity responses of Tahiti acid lime grafted onto dwarfing rootstocks under different planting and mulching practices. FRONTIERS IN SUSTAINABLE FOOD SYSTEMS, v. 9, p. 16-pg., 2025-02-05. (20/07045-3)

CONTILIANI, DANYEL FERNANDES; SRETENOVIC, SIMON; DAILEY, MICAH; ZHOU, MAN; CHENG, YANHAO; CRESTE, SILVANA; XIAO, SHUNYUAN; QI, YIPING. Harnessing novel cytidine deaminases from the animal kingdom for robust multiplexed base editing in rice. Plant Biotechnology Journal, v. N/A, p. 11-pg., 2025-02-14. (20/07045-3, 21/13478-2, 22/11738-0)

PRADO, GUILHERME SOUZA; ROCHA, DHIOVANNA CORREIA; DOS SANTOS, LUCAS NASCIMENTO; CONTILIANI, DANYEL FERNANDES; NOBILE, PAULA MACEDO; MARTINATI-SCHENK, JULIANA CAMARGO; PADILHA, LILIAN; MALUF, MIRIAN PEREZ; LUBINI, GREICE; PEREIRA, TIAGO CAMPOS; et al. CRISPR technology towards genome editing of the perennial and semi-perennial crops citrus, coffee and sugarcane. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 14, p. 27-pg., 2024-01-08. (20/07045-3, 21/13478-2, 22/10505-1, 22/11738-0)

CAVICHIOLI, THAIS MAGNI; CURTOLO, MAIARA; CRISTOFANI-YALY, MARIANGELA; RODRIGUES, JOSIANE; DELLA COLETTA-FILHO, HELVECIO. Temporal Analysis of Candidatus Liberibacter asiaticus in Citrandarin Genotypes Indicates Unstable Infection. AGRONOMY-BASEL, v. 12, n. 10, p. 11-pg., 2022-10-01. (20/07045-3, 21/03989-0, 19/06412-5)

CAVICHIOLI, THAIS MAGNI; CURTOLO, MAIARA; CRISTOFANI-YALY, MARIANGELA; RODRIGUES, JOSIANE; COLETTA-FILHO, HELVECIO DELLA. Effects of 'Candidatus' Liberibacter Asiaticus on the Root System of Poncirus trifoliata Hybrids as a Rootstock for 'Valencia' Scion. HORTICULTURAE, v. 10, n. 9, p. 7-pg., 2024-09-01. (20/07045-3, 19/06412-5, 21/03989-0)

DEVITE, FERNANDO TREVIZAN; DE AZEVEDO, FERNANDO ALVES; BASTIANEL, MARINES; SCHINOR, EVANDRO HENRIQUE; DA CONCEICAO, PATRICIA MARLUCI. Mandarin Essential Oils as an Alternative Method of Controlling the Fungus Alternaria alternata (Fr.: Fr.) Keissler. HORTICULTURAE, v. 9, n. 6, p. 13-pg., 2023-06-01. (17/24564-1, 20/07045-3)

CRISTOFANI-YALY, MARIANGELA; DEZOTTI, ANA LUCIA; CAVICHIOLI, THAIS MAGNI; ROVERSSI, FERNANDA; NOVELLI, VALDENICE MOREIRA; BASTIANEL, MARINES. Genetic Characterization and Fruit Quality Analysis of New Mandarin Hybrids. AGRONOMY-BASEL, v. 14, n. 11, p. 13-pg., 2024-11-01. (14/50880-0, 20/07045-3, 17/24564-1, 15/23839-1)

ROCHA, DHIOVANNA CORREIA; OMOREGBEE, MIRACLE OSAZEE; CONTILIANI, DANYEL FERNANDES; MANDLIK, RUSHIL; LI, GEN; MASCOVETO, JULIET; COLEMAN, GARY; CULVER, JAMES N.; LEAL, DANIEL RODRIGUEZ; DE SOUZA, ALESSANDRA ALVES; et al. Transgene-free genome editing in citrus and poplar trees using positive and negative selection markers. Plant Cell Reports, v. 44, n. 11, p. 17-pg., 2025-10-22. (21/03466-7, 20/07045-3, 23/09068-9)

DEVITE, FERNANDO TREVIZAN; BASTIANEL, MARINES; CRISTOFANI-YALY, MARIANGELA; DE SOUZA, ANA JULIA BORIM; GADANHOTO, BIANA PELISSARI; ARANTES, ANA CAROLINA COSTA; DE AZEVEDO, FERNANDO ALVES. Performance of Valencia sweet orange grafted onto dwarfing citrandarins. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 16, p. 15-pg., 2025-03-06. (20/07045-3)

PICCHI, SIMONE C.; REBELATTO, DANIELE; MARTINS, PAULA M. M.; BLUMER, SILVIA; MESQUITA, GEISA L.; HIPPLER, FRANZ W. R.; MATTOS JR, DIRCEU; BOARETTO, RODRIGO M.; MACHADO, MARCO A.; TAKITA, MARCO A.; et al. N-acetylcysteine absorption and its potential dual effect improve fitness and fruit yield in Xylella fastidiosa infected plants. Pest Management Science, v. 80, n. 9, p. 11-pg., 2024-05-02. (15/22144-0, 17/02733-6, 20/07045-3, 13/10957-0, 19/11566-1, 14/50880-0)

MARTINS, PAULA MARIA MOREIRA; GRANATO, LAIS MOREIRA; MORGAN, TULIO; NALIN, JULIA LOPES; TAKITA, MARCO AURELIO; ALFENAS-ZERBINI, POLIANE; DE SOUZA, ALESSANDRA ALVES. Analysis of CRISPR-Cas loci distribution in Xanthomonas citri and its possible control by the quorum sensing system. FEMS Microbiology Letters, v. 371, p. 10-pg., 2024-02-14. (20/07045-3, 16/01273-9, 13/10957-0, 14/50880-0, 19/01901-8)

CONTILIANI, DANYEL FERNANDES; DA SILVA, SIMONE FERREIRA; RIBEIRO, RAFAEL VASCONCELOS; MORAES, VITOR NOLASCO; ROCHA, LAISA MEDEIROS; LUBINI, GREICE; NOBILE, PAULA MACEDO; PEREIRA, TIAGO CAMPOS; CRESTE, SILVANA. OsFLN2 gene knockout reduces leaf water status and photosynthetic performance of rice plants under water deficit. BMC PLANT BIOLOGY, v. 25, n. 1, p. 11-pg., 2025-10-01. (21/13478-2, 23/04788-3, 20/07045-3, 22/11738-0)