Transcriptômica para identificação de genes de interesse comercial em cana-de-açúcar

• Processo: 15/22993-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
• Pesquisador responsável: Gabriel Rodrigues Alves Margarido
• Beneficiário: Gabriel Rodrigues Alves Margarido
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Anete Pereira de Souza ; Antonio Augusto Franco Garcia ; Monalisa Sampaio Carneiro
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/21345-0 - Comparação de estratégias de amostragem em estudos de expressão gênica diferencial, BP.MS; 17/06091-9 - Avaliação dos níveis de prolina em genótipos de cana-de-açúcar submetidos à seca, BP.IC
• Assunto(s): Saccharum Análise de sequência de RNA Transcriptômica Transcriptoma Expressão gênica Cana-de-açúcar Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Poliploide | RNA-seq | Saccharum | sequenciamento de RNA | Transcriptoma | Genômica e Bioinformática

Resumo

Apesar da grande importância econômica da cana-de-açúcar, conhecimentos a respeito da regulação da expressão gênica envolvida no controle dos diversos processos biológicos de interesse comercial nessa espécie são exíguos. Entre estes, destaca-se a produção diferencial de açúcar e de biomassa entre genótipos diversos, além do comportamento dos mesmos frente a estresses abióticos como o déficit hídrico. O objetivo do presente projeto de pesquisa é estudar os perfis de expressão gênica de genótipos de cana-de-açúcar, escolhidos com base em diferenças nos valores desses caracteres fenotípicos, a fim de identificar genes diferencialmente expressos responsáveis pela expressão dos fenótipos. Adicionalmente, será estudada a relação entre a dosagem alélica de variantes do tipo SNP e o nível relativo de expressão dos vários alelos de cada transcrito, de modo a identificar expressão diferencial de alelos. Serão coletadas amostras de folhas, colmos e raízes de vários genótipos distintos, situados em extremos das distribuições fenotípicas dos caracteres de interesse. A metodologia de sequenciamento de RNA mensageiro será utilizada para quantificar os níveis de expressão dos transcritos de cada amostra, em escala genômica. Análises de expressão diferencial de genes serão aplicadas entre grupos de genótipos contrastantes quanto ao acúmulo de açúcar, produção de biomassa e resistência à seca. Espera-se identificar genes responsáveis pela performance diferencial dos genótipos superiores, o que contribuirá para a elucidação dos mecanismos moleculares envolvidos no controle desses caracteres. Estas informações serão cruciais para o delineamento de programas de melhoramento molecular da cana-de-açúcar, importantes para que o setor bioenergético seja capaz de suprir demandas atuais e futuras. (AU)

Publicações científicas

(12)

(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)

PEREIRA, GUILHERME S.; GARCIA, ANTONIO AUGUSTO F.; MARGARIDO, GABRIEL R. A.. A fully automated pipeline for quantitative genotype calling from next generation sequencing data in autopolyploids. BMC Bioinformatics, v. 19, NOV 1 2018. (12/25236-4, 08/52197-4, 15/22993-7)

DINIZ, AUGUSTO L.; FERREIRA, SAVIO S.; TEN-CATEN, FELIPE; MARGARIDO, GABRIEL R. A.; DOS SANTOS, JOAO M.; BARBOSA, GERALDO V. DE S.; CARNEIRO, MONALISA S.; SOUZA, GLAUCIA M.. Genomic resources for energy cane breeding in the post genomics era. COMPUTATIONAL AND STRUCTURAL BIOTECHNOLOGY JOURNAL, v. 17, p. 1404-1414, 2019. (14/50921-8, 16/06917-1, 15/22993-7, 17/02842-0, 17/02270-6)

SOUZA, GLAUCIA MENDES; VAN SLUYS, MARIE-ANNE; LEMBKE, CAROLINA GIMILIANI; LEE, HAYAN; MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES ALVES; HOTTA, CARLOS TAKESHI; GAIARSA, JONAS WEISSMANN; DINIZ, AUGUSTO LIMA; OLIVEIRA, MAURO DE MEDEIROS; FERREIRA, SAVIO DE SIQUEIRA; et al. Assembly of the 373k gene space of the polyploid sugarcane genome reveals reservoirs of functional diversity in the world's leading biomass crop. GIGASCIENCE, v. 8, n. 12, DEC 2019. (13/07467-1, 13/18322-4, 17/02842-0, 08/52074-0, 14/50921-8, 15/22993-7, 12/51062-3, 17/02270-6, 11/50761-2, 16/17545-8, 16/06917-1, 13/23048-9, 08/52146-0, 15/15346-5)

CORRER, FERNANDO HENRIQUE; HOSAKA, GUILHERME KENICHI; BARRETO, FERNANDA ZATTI; VALADAO, ISABELLA BARROS; ALMEIDA BALSALOBRE, THIAGO WILLIAN; FURTADO, AGNELO; HENRY, ROBERT JAMES; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; ALVES MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES. Differential expression in leaves of Saccharum genotypes contrasting in biomass production provides evidence of genes involved in carbon partitioning. BMC Genomics, v. 21, n. 1, SEP 29 2020. (15/22993-7)

SOUZA, GLAUCIA MENDES; VAN SLUYS, MARIE-ANNE; LEMBKE, CAROLINA GIMILIANI; LEE, HAYAN; MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES ALVES; HOTTA, CARLOS TAKESHI; GAIARSA, JONAS WEISSMANN; DINIZ, AUGUSTO LIMA; OLIVEIRA, MAURO DE MEDEIROS; FERREIRA, SAVIO DE SIQUEIRA; et al. Assembly of the 373k gene space of the polyploid sugarcane genome reveals reservoirs of functional diversity in the world's leading biomass crop. GIGASCIENCE, v. 8, n. 12, p. 18-pg., 2019-12-01. (14/50921-8, 17/02842-0, 08/52074-0, 15/22993-7, 08/52146-0, 13/18322-4, 12/51062-3, 13/07467-1, 17/02270-6, 11/50761-2, 13/23048-9, 16/06917-1, 15/15346-5, 16/17545-8)

CORRER, FERNANDO HENRIQUE; HOSAKA, GUILHERME KENICHI; GOMEZ, SERGIO GREGORIO PEREZ; CIA, MARIANA CICARELLI; VITORELLO, CLAUDIA BARROS MONTEIRO; CAMARGO, LUIS EDUARDO ARANHA; MASSOLA JR, NELSON SIDNEI; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES ALVES. Time-series expression profiling of sugarcane leaves infected with Puccinia kuehnii reveals an ineffective defense system leading to susceptibility. Plant Cell Reports, v. 39, n. 7, APR 2020. (15/22993-7, 15/17935-8)

AONO, ALEXANDRE HILD; GONZAGA PIMENTA, RICARDO JOSE; BASSO GARCIA, ANA LETYCIA; CORRER, FERNANDO HENRIQUE; HOSAKA, GUILHERME KENICHI; CARRASCO, MARISHANI MARIN; CARDOSO-SILVA, CLAUDIO BENICIO; MANCINI, MELINA CRISTINA; SFORCA, DANILO AUGUSTO; DOS SANTOS, LUCAS BORGES; et al. The Wild Sugarcane and Sorghum Kinomes: Insights Into Expansion, Diversification, and Expression Patterns. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 12, JUL 7 2021. (14/11482-9, 18/18588-8, 19/03232-6, 10/50091-4, 15/22993-7, 10/50119-6, 15/16399-5, 08/52197-4, 19/21682-9, 05/55258-6, 20/07434-0, 19/19340-2)

HOSAKA, GUILHERME KENICHI; CORRER, FERNANDO HENRIQUE; DA SILVA, CARLA CRISTINA; SFORCA, DANILO AUGUSTO; BARRETO, FERNANDA ZATTI; BALSALOBRE, THIAGO WILLIAN ALMEIDA; PASHA, ASHER; DE SOUZA, ANETE PEREIRA; PROVART, NICHOLAS JAMES; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; et al. Temporal Gene Expression in Apical Culms Shows Early Changes in Cell Wall Biosynthesis Genes in Sugarcane. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 12, DEC 13 2021. (15/22993-7)

ALVES MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES; CORRER, FERNANDO HENRIQUE; FURTADO, AGNELO; BOTHA, FREDERIK C.; HENRY, ROBERT JAMES. imited allele-specific gene expression in highly polyploid sugarcan. Genome Research, v. 32, n. 2, p. 297-308, FEB 2022. (15/22993-7)

DE OLIVEIRA, AMANDA AVELAR; PASTINA, MARIA MARTA; DE SOUZA, VANDER FILIPE; DA COSTA PARRELLA, RAFAEL AUGUSTO; NODA, ROBERTO WILLIANS; FERREIRA SIMEONE, MARIA LUCIA; SCHAFFERT, ROBERT EUGENE; DE MAGALHES, JURANDIR VIEIRA; BORGES DAMASCENO, CYNTHIA MARIA; ALVES MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES. Genomic prediction applied to high-biomass sorghum for bioenergy production. MOLECULAR BREEDING, v. 38, n. 4, APR 2018. (15/22993-7, 13/25132-7)

VICTOR HUGO MELLO; ANA LETYCIA BASSO GARCIA; FERNANDO HENRIQUE CORRER; GUILHERME KENICHI HOSAKA; MONALISA SAMPAIO CARNEIRO; GABRIEL RODRIGUES ALVES MARGARIDO. Sampling strategies for sugarcane using either clonal replicates or diverse genotypes can bias the conclusions of RNA-Seq studies. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 46, n. 1, 2023-04-03. (18/21345-0, 15/22993-7)

CORRER, FERNANDO HENRIQUE; FURTADO, AGNELO; FRANCO GARCIA, ANTONIO AUGUSTO; HENRY, ROBERT JAMES; RODRIGUES ALVES MARGARIDO, GABRIEL. Allele expression biases in mixed-ploid sugarcane accessions. SCIENTIFIC REPORTS, v. 12, n. 1, p. 10-pg., 2022-05-24. (15/22993-7)