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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
Vigência: 01 de março de 2014 - 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
Pesquisadores associados:Ana Maria Magalhaes Andrade Lagoa ; Eduardo Caruso Machado ; Giuseppina Pace Pereira Lima ; Lucia Mattiello ; Marcelo de Almeida Silva ; Rafael Vasconcelos Ribeiro
Auxílios(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)

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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)
BERNARDES, WILLIAN SOUZA; MENOSSI, MARCELO. Plant 3' Regulatory Regions From mRNA-Encoding Genes and Their Uses to Modulate Expression. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 11, . (13/15576-5, 14/50884-5)
PERES, ANA LAURA G. L.; SOARES, JOSE SERGIO; TAVARES, RAFAEL G.; RIGHETTO, GERMANNA; ZULLO, MARCO A. T.; MANDAVA, N. BHUSHAN; MENOSSI, MARCELO. Brassinosteroids, the Sixth Class of Phytohormones: A Molecular View from the Discovery to Hormonal Interactions in Plant Development and Stress Adaptation. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 20, n. 2, p. 33-pg., . (13/15576-5)
GUIDELLI, GIOVANNA, V; MATTIELLO, LUCIA; GALLINARI, RAFAEL H.; DE LUCCA, PAULO CEZAR; MENOSSI, MARCELO. pGVG: a new Gateway-compatible vector for transformation of sugarcane and other monocot crops. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 41, n. 2, p. 5-pg., . (15/08659-7, 13/15576-5, 15/23789-4, 14/26521-0)
GUIDELLI, V, GIOVANNA; MATTIELLO, LUCIA; GALLINARI, RAFAEL H.; DE LUCCA, PAULO CEZAR; MENOSSI, MARCELO. pGVG: a new Gateway-compatible vector for transformation of sugarcane and other monocot crops. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 41, n. 2, p. 450-454, . (15/08659-7, 15/23789-4, 13/15576-5, 14/26521-0)
PERES, ANA LAURA G. L.; SOARES, JOSE SERGIO; TAVARES, RAFAEL G.; RIGHETTO, GERMANNA; ZULLO, MARCO A. T.; MANDAVA, N. BHUSHAN; MENOSSI, MARCELO. Brassinosteroids, the Sixth Class of Phytohormones: A Molecular View from the Discovery to Hormonal Interactions in Plant Development and Stress Adaptation. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 20, n. 2, . (13/15576-5)
TAVARES, RAFAEL GARCIA; LAKSHMANAN, PRAKASH; PEITER, EDGAR; O'CONNELL, ANTHONY; CALDANA, CAMILA; VICENTINI, RENATO; SOARES, JOSE SERGIO; MENOSSI, MARCELO. ScGAI is a key regulator of culm development in sugarcane. Journal of Experimental Botany, v. 69, n. 16, p. 3823-3837, . (13/15576-5, 14/15458-5, 12/06877-9)
COTRIM, CAMILA A.; SOARES, JOSE SERGIO M.; KOBE, BOSTJAN; MENOSSI, MARCELO. Crystal structure and insights into the oligomeric state of UDP-glucose pyrophosphorylase from sugarcane. PLoS One, v. 13, n. 3, . (13/15576-5, 08/06767-3)
MODOLO, DIEGO G.; HORN, CYNTHIA S.; SOARES, JOSE S. M.; YUNES, JOSE A.; LIMA, LEILA M.; DE SOUSA, SYLVIA M.; MENOSSI, MARCELO. Transgenic Nicotiana tabacum seeds expressing the Mycobacterium tuberculosis Alanine- and Proline-rich antigen. AMB EXPRESS, v. 8, . (13/15576-5)
GARCIA LEME PERES, ANA LAURA; DELLA COLETTA, RAFAEL; SOARES, JOSE SERGIO; MENOSSI, MARCELO. Gene Silencing Using Artificial miRNA in Sugarcane. TROPICAL PLANT BIOLOGY, v. 15, n. 2, p. 10-pg., . (13/15576-5, 14/50884-5)
CUNHA, CAMILA P.; ROBERTO, GUILHERME G.; VICENTINI, RENATO; LEMBKE, CAROLINA G.; SOUZA, GLAUCIA M.; RIBEIRO, RAFAEL V.; MACHADO, EDUARDO C.; LAGOA, ANA M. M. A.; MENOSSI, MARCELO. Ethylene-induced transcriptional and hormonal responses at the onset of sugarcane ripening. SCIENTIFIC REPORTS, v. 7, . (08/57495-3, 08/54201-9, 12/13920-8, 13/15576-5, 08/52146-0)
ALESSIO, VALTER MIOTTO; CAVACANA, NATALE; DE BARROS DANTAS, LUIZA LANE; LEE, NAYOUNG; HOTTA, CARLOS TAKESHI; IMAIZUMI, TAKATO; MENOSSI, MARCELO. The FBH family of bHLH transcription factors controls ACC synthase expression in sugarcane. Journal of Experimental Botany, v. 69, n. 10, p. 2511-2525, . (13/15576-5, 15/06260-0, 13/07914-8)

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MÉTODO PARA ACELERAÇÃO DO CRESCIMENTO VEGETAL E PLANTAS TRANSGÊNICAS BR1120180135321 - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . Marcelo Menossi Teixeira ; Rafael Garcia Tavares ; Prakash Lakshmanan ; Anthony O’Connell - 29 de junho de 2018

METHOD FOR ACCELERATING PLANT GROWTH AND TRANSGENIC PLANTS PCT/BR2017/000150 - Sugar Research Australia Limited ; Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . Marcelo Menossi Teixeira ; Anthony O’Connell ; Prakash Lakshmanan ; Rafael Garcia Tavares - 19 de dezembro de 2017