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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 - 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):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
18/04555-0 - Padrão de expressão de genes candidatos a RGAs durante a infecção com vários patógenos, BP.PD
+ mais bolsas vinculadas 18/02156-1 - Arabidopsis thaliana como planta modelo para o estudo da interação planta-patógeno entre Sporisorium scitamineum e cana de açúcar, BP.MS
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:
Pós-doutorado em genômica e bioinformática com Bolsa da FAPESP