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Contribuição de genes, genomas e elementos de transposição na interação entre plantas e micro-organismos: estudo de caso em cana-de-açúcar

Processo: 16/17545-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
Vigência: 01 de outubro de 2017 - 30 de setembro de 2022
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:Marie-Anne van Sluys
Beneficiário:Marie-Anne van Sluys
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Claudia Barros Monteiro Vitorello ; Luis Eduardo Aranha Camargo ; Silvana Aparecida Creste Dias de Souza
Pesq. associados: Fabricio Martins Lopes ; Silvana Aparecida Creste Dias de Souza
Auxílios(s) vinculado(s):18/16543-7 - EMU concedido no projeto 2016/17545-8: microscópio de fluorescência, AP.EMU
18/10746-3 - EMU concedido no projeto 2016/17545-8: PCR em tempo real-quantstudio flex-7, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):19/08239-9 - Investigando os aspectos biológicos de THI1 em plantas, BP.DD
19/05424-0 - Biologia comparada de quatro isolados de Xanthomonas albilineans em condições in vitro, BP.IC
18/24646-0 - Análise comparativa de genomas de quatro isolados de Xanthomonas albilineans e prospecção de genes alvo para estudo de associação a fenótipos conhecidos, BP.DD
+ mais bolsas vinculadas 18/23646-7 - Plataforma GEMAC de alvos, anotação e integração de resultados, BP.TT
18/21693-8 - Detecção e quantificação de doenças sistêmicas em plantas de cana-de-açúcar produzidas a partir de micromeristema, BP.TT
18/10351-9 - Desenvolvimento de sistema TaqMan para quantificação de Leifsonia xyli subsp. xyli, Xanthomonas albilineans e Gluconacetobacter diazotrophicus em cana-de-açúcar, BP.TT
18/07615-4 - Comunicação celular inicial entre cana de açúcar e patógenos: foco em espécies reativas de oxigênio, BP.PD
18/02156-1 - Arabidopsis thaliana como planta modelo para o estudo da interação planta-patógeno entre Sporisorium scitamineum e cana de açúcar, BP.MS
18/04555-0 - Padrão de expressão de genes candidatos a RGAs durante a infecção com vários patógenos, BP.PD
17/23113-6 - Explorar o mecanismo molecular de comunicação entre o fungo biotrófico Sporisorium scitamineum e o seu hospedeiro cana de açúcar: a utilização de Arabidopsis como modelo de estudo, BE.PQ
17/21880-0 - Desvendando a interação das bactérias Xanthomonas albilineans e Gluconacetobacter diazotrophicus com o microbioma endofítico de cana-de-açúcar, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Genomas  Genes  Cana-de-açúcar  Micro-organismos  Leifsonia xyli  Xanthomonas  Sporisorium scitamineum  Gluconacetobacter xylinus 

Resumo

A interação planta-microorganismos representa um dos processos de fundamental relevância para o funcionamento de ecossistemas naturais, bem como agrícolas. A compreensão de seus componentes e dos processos que controlam essa interação biológica tem potencial de melhorar a produtividade das culturas e monitorar a qualidade ambiental. Este projeto pretende contribuir na elucidação deste sistema complexo através da utilização de ferramentas moleculares e de bioinformática dos genomas para descobrir os principais genes que controlam e / ou medeiam a interação de cana de açúcar com três patógenos (Leifsonia xyli subsp xyli;. Xanthomonas albilineans; Sporisorium scitamineum) e uma bactéria fixadora de nitrogênio (Gluconacetobacter) considerada promotora de crescimento para a cana. Esses organismos têm uma interação biotrófica/hemibiotrófica com cana de açúcar e os aspectos moleculares sob estas condições são geralmente menos compreendidas. O nosso objetivo é comparar e contrastar respostas moleculares através das interações individuais tanto de cana de açúcar quanto dos microrganismos envolvidos. Especificamente, (i) analisaremos padrões de expressão de um conjunto de genes previamente identificados análogos a genes de resistência (RGA), espécies reativas de oxigênio (ROS), metabolismo de carboidratos, síntese de hormônios e seu controle, elementos de transposição, e uma família de genes relacionados com a edição de genes em organelas e conhecido por ter membros que estão envolvidos na regulação das defesas de plantas via Na-siRNA (pentatricopeptide) bem como de genes envolvidos em respostas metabólicas específicas dos microrganismos; (ii) avaliar e comparar entre espécies de microrganismos os padrões de expressão de genes microbianos com um foco particular em moléculas secretadas entre os quais esperamos encontrar moléculas efetoras; (iii) avaliar e comparar as mudanças nos padrões de expressão durante duas infecções mistas, e (iv) avaliar e comparar as mudanças no microbioma do hospedeiro, como resultado da interação com os micróbios mencionados. Como um produto de extensão, esperamos fornecer informações moleculares sobre a biologia da cana ao interagir com vários micróbios almejando o desenvolvimento de um kit de diagnóstico para monitorar canaviais e construir um banco de dados "phytobiome" de cana que seja abrangente e que poderia ser usado em estudos comparativos com outras Poaceae. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Concluído o maior sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar comercial 
Pós-doutorado em genômica e bioinformática com Bolsa da FAPESP 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (55 total):
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Cientistas brasileiras quebram um recorde da genética 
Concluyen la mayor secuenciación del genoma de la caña de azúcar comercial 
Publican la secuencia genómica más completa de la caña de azúcar comercial 
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Científicos brasileños publican la secuencia genómica más completa de caña de azúcar comercial 
Científicos brasileños publican la secuencia genómica más completa de caña de azúcar comercial 
Cientistas brasileiras lideram o maior e mais completo mapeamento genético já feito da cana-de-açúcar 
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Concluído o maior sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar comercial 
Montada sequência de genoma mais completo da cana 
Most complete commercial sugarcane genome sequence assembled 
Cientistas brasileiras lideram mapeamento genético da cana-de-açúcar 
Montada sequência de genoma mais completo da cana 
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Cientistas quebram um recorde da genética com o sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar 
Cientistas do Brasil decifram genoma da cana-de-açúcar 
Brazilian scientists sequence “most complete” commercial sugarcane genome 
Duas cientistas brasileiras lideram o maior e mais completo mapeamento genético já feito da cana-de-açúcar 
Concluído maior sequenciamento do genoma da Cana-de-Açúcar comercial 
Concluído o maior sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar comercial 
Montada sequência de genoma mais completo da cana 
Brazilian Scientists Publish Most Complete Genome Sequence of Commercial Sugarcane 
Grupo da USP publica o mais completo genoma da cana 
Grupo da USP publica o mais completo genoma da cana 
Pesquisadores desvendam genoma da cana de açúcar 
MAIS SEQUCIA COMERCIAL ABRANGENTE DO GENOMA DE CANA MONTADO 
Grupo da USP publica o mais completo genoma da cana-de-açúcar 
Cientistas brasileiras quebraram um recorde de genética 
Concluído o maior sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar comercial 
Concluído o maior sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar comercial 
Cientistas brasileiras quebram um recorde da genética 
Concluído maior sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar comercial 
Cientistas brasileiros lideram mais completo mapeamento do genoma da cana 
Concluído maior sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar comercial 
Most complete commercial sugarcane genome sequence has been assembled 
Cientistas brasileiros lideram mais completo mapeamento do genoma da cana 
Most complete commercial sugarcane genome sequence assembled 
Concluído o maior sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar comercial 
Concluído maior sequenciamento do genoma da Cana de Açúcar comercial 
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Cientistas brasileiros lideram mais completo mapeamento do genoma da cana 
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Concluído maior sequenciamento do genoma da Cana de Açúcar comercial 
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Most complete commercial sugarcane genome sequence has been assembled 
Most Complete Commercial Sugarcane Genome Sequence Has Been Assembled 
Most complete commercial sugarcane genome sequence has been assembled 
Most complete commercial sugarcane genome sequence has been assembled 
Pesquisadores encontram mais de 370 mil genes em cultivar comercial da cana-de-açúcar 

Publicações científicas (4)
(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)
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; NISHIYAMA, MILTON YUTAKA; TEN-CATEN, FELIPE; RAGAGNIN, GEOVANI TOLFO; ANDRADE, PABLO DE MORAIS; DE SOUZA, ROBSON FRANCISCO; NICASTRO, GIANLUCCA GONCALVES; PANDYA, RAVI; KIM, CHANGSOO; GUO, HUI; DURHAM, ALAN MITCHELL; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; ZHANG, JISEN; ZHANG, XINGTAN; ZHANG, QING; MING, RAY; SCHATZ, MICHAEL C.; DAVIDSON, BOB; PATERSON, ANDREW H.; HECKERMAN, DAVID. 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. Citações Web of Science: 3.
RODY, HUGO V. S.; BOMBARDELLI, RENATO G. H.; CRESTE, SILVANA; CAMARGO, LUIS E. A.; VAN SLUYS, MARIE-ANNE; MONTEIRO-VITORELLO, CLAUDIA B. Genome survey of resistance gene analogs in sugarcane: genomic features and differential expression of the innate immune system from a smut-resistant genotype. BMC Genomics, v. 20, n. 1 NOV 6 2019. Citações Web of Science: 0.
FARIA, RAPHAEL S. C. A.; CIA, MARIANA C.; MONTEIRO-VITORELLO, CLAUDIA B.; AZEVEDO, RICARDO A.; CAMARGO, LUIS EDUARDO A. Characterization of genes responsive to osmotic and oxidative stresses of the sugarcane bacterial pathogen Leifsonia xyli subsp. xyli. Brazilian Journal of Microbiology, v. 51, n. 1 NOV 2019. Citações Web of Science: 0.
BENEVENUTO, JULIANA; TEIXEIRA-SILVA, NATALIA S.; KURAMAE, EIKO E.; CROLL, DANIEL; MONTEIRO-VITORELLO, CLAUDIA B. Comparative Genomics of Smut Pathogens: Insights From Orphans and Positively Selected Genes Into Host Specialization. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 9, APR 6 2018. Citações Web of Science: 5.

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