Abordagens moleculares para estudar a relação entre etileno e maturação em cana-de-açúcar

• Processo: 13/15576-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2014
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Marcelo Menossi Teixeira
• Beneficiário: Marcelo Menossi Teixeira
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Pesquisadores associados: Ana Maria Magalhaes Andrade Lagoa ; Eduardo Caruso Machado ; Giuseppina Pace Pereira Lima ; Lucia Mattiello ; Marcelo de Almeida Silva ; Rafael Vasconcelos Ribeiro
• Auxílio(s) vinculado(s): 18/24836-4 - Estrutura cristalina e compreensão do estado oligomérico da UDP-glicose pirofosforilase de cana, PUB.ART
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/10595-5 - Dissecação da resposta ao estresse térmico em Saccharum spp e estudos in vitro sobre o mecanismo HSP70-CLPB-sHSP de desagregação de proteínas em cloroplastos, BP.PD; 15/23789-4 - Avaliação do papel de genes que codificam acc sintase no desenvolvimento da cana-de-açúcar, BP.PD; 14/10003-0 - Interação entre brassinoesteróide e etileno na maturação de cana-de-açúcar: regulação da enzima ACC sintase via brassinoesteróide, BP.PD; 14/15172-4 - Fatores de transcrição que controlam a expressão da ACC sintase de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), BP.DD
• Assunto(s): Expressão gênica Hormônios Saccharum Transdução de sinais Sacarose Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: acumulo de sacarose | expressão gênica | hormônios | Saccharum spp | transdução de sinais | transgenia | Genética molecular e fisiológica

Resumo

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma das matérias-primas mais importantes para economia brasileira, única capaz de acumular grandes quantidades de sacarose no colmo. A fase de maturação é crucial em termos agronômicos, pois influencia a época de colheita, gerenciamento de operações da usina e no rendimento de sacarose. Apesar da cana-de-açúcar ser um excelente modelo para estudar a relação fonte-dreno - síntese de sacarose nas folhas (fonte) e acumulação nos entrenós (dreno) - pouco se sabe sobre a regulação molecular e hormonal desse processo. Vários reguladores de crescimento ou maturadores, análogos aos hormônios vegetais, como o etileno, são comumente aplicados nos canaviais para aumentar o acúmulo de sacarose, acelerar o amadurecimento ou inibir o florescimento. O hormônio etileno é considerado uma pista desenvolvimental chave na regulação da transição do crescimento vegetativo ativo para a fase de maturação (amadurecimento). Como o etileno é um dos comercialmente mais bem sucedidos hormônios usados para manipular a maturação da cana-de-açúcar e também um estimulante natural da maturação, o objetivo dessa proposta de pesquisa é compreender como a síntese e a ação deste hormônio afetam o acúmulo de sacarose durante a maturação e como é possível manipulá-lo a fim de aumentar a produção de sacarose e a produtividade da cultura. Para investigar esse tema usaremos quatro abordagens diferentes, mas complementares: (i) identificar os genes principais (via análise do transcriptoma) modulados por etileno durante a maturação da cana-de-açúcar e entender como eles regulam acúmulo de sacarose e o crescimento da planta; (ii) identificar os promotores, incluindo seus elementos e proteínas interagentes, de genes que codificam a enzima 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico sintase (ACS), chave na biossíntese de etileno, para uma visão molecular da regulação da síntese de etileno em cana-de-açúcar; e (iii) caracterizar funcionalmente o gene que codifica a proteína DELLA, principal integradora da sinalização hormonal de etileno e giberelina no desenvolvimento e crescimento vegetal e avaliar seu papel na regulação fonte-dreno através de plantas transgênicas de cana-de-açúcar superexpressando e silenciadas para o gene. Estes estudos irão ampliar nossa compreensão dos mecanismos fisiológicos, moleculares e desenvolvimentais envolvidos no acúmulo de sacarose, contribuindo para futuros programas de melhoramento genético e biotecnológico da cultura. (AU)

Publicações científicas

(11)

(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)

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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa