Aquisição de termotolerância dependente e independente de Pseudo Response Regulator 7 em Arabidopsis thaliana

• Processo: 22/13970-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Carlos Takeshi Hotta
• Beneficiário: Carlos Takeshi Hotta
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Colleen Doherty
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/19284-3 - Regulação Metabólica do Crescimento Sazonal em Plantas, AP.R SPRINT
• Assunto(s): Cronobiologia Eventos climáticos extremos Estresse térmico Relógios biológicos Ritmo circadiano Sorghum Arabidopsis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Arabidopsis | clima extremo | estresse térmico | Relógio Biológico | ritmos circadianos | Sorghum | Cronobiologia

Resumo

As plantas são vitais para o fornecimento de alimentos global, mas com o aumento da frequência de ondas de calor devido às mudanças climáticas, o estresse térmico das plantas se tornou uma ameaça significativa à segurança alimentar. O estresse térmico nas plantas pode causar danos significativos, levando a uma redução no crescimento e produtividade. No entanto, pesquisas recentes sugerem que as plantas podem adquirir termotolerância, permitindo que sobrevivam a um estresse térmico mais forte se forem expostas a um estresse mais leve anteriormente. Nossos dados preliminares mostraram que a aquisição de termotolerância tem um componente rítmico, com dois picos de aquisição diferentes durante o dia (4 h após o amanhecer, ZT4, e ZT12). Identificamos um mutante do relógio circadiano, prr7-11, que afeta a aquisição de termotolerância principalmente em ZT4, sugerindo a existência de duas vias diferentes envolvidas no processo: uma dependente de PRR7 e uma independente de PRR7. Para identificar genes implicados nessas vias e aprofundar nossa compreensão da aquisição de termotolerância das plantas, analisamos a expressão gênica de Arabidopsis sob estresse a 37°C em diferentes momentos do dia. Usamos a análise de coexpressão para selecionar genes candidatos essenciais para a aquisição de termotolerância. Neste projeto, posicionaremos mutantes conhecidos (para termotolerância e relógio circadiano) dentro das vias de termotolerância adquirida dependentes e independentes de PRR7, repetindo nosso ensaio de termotolerância adquirida em diferentes momentos do dia e medindo a sobrevivência e a expressão gênica. Além disso, construiremos um novo conjunto de dados de RNA-seq usando prr7-11 para identificar novos genes candidatos. Nossa pesquisa fornecerá insights críticos sobre as vias de aquisição de termotolerância das plantas e, em última análise, nos ajudará a desenvolver culturas mais resilientes para mitigar os efeitos das mudanças climáticas na segurança alimentar global. (AU)