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Caracterização fisiológica e molecular de plantas silenciadas para possíveis genes reguladores da biossíntese de cafeína

Processo: 13/16429-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2013
Vigência (Término): 31 de março de 2015
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia
Pesquisador responsável:Paulo Mazzafera
Beneficiário:Ilse Fernanda Ferrari
Instituição-sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Café descafeinado   Cafeína   Fisiologia vegetal   Café

Resumo

A cafeína é um dos produtos do metabolismo secundário economicamente importante, por estar presente naturalmente no café, chá e outros produtos vegetais consumidos pelo ser humano. Entretanto, em função de vários trabalhos mostrando que cafeína poderia estar relacionada ao aparecimento de diversas doenças, ocorreu o surgimento de um mercado promissor para o café descafeinado. Atualmente,a remoção da cafeína é realizada por processos químicos industriais, que além de serem dispendiosos, comprometem a qualidade final da bebida. Visando alternativas a este tipo de café descafeinado, foram realizados estudos induzindo mutagênese química na cultivar comercial Catuaí de Coffea arabica para a produção de plantas naturalmente descafeinadas (Mazzafera, dados não publicados). Sete plantas com baixo conteúdo de cafeína foram obtidas a partir do screening realizado e foram chamadas Decaffito. Verificou-se nestas plantas baixa expressão de cafeína sintase, enzima que faz a conversão de teobromina para cafeína, entretanto, o sequenciamento do gene não indicou nenhuma mutação. Além do baixo conteúdo de cafeína, as plantas Decaffito apresentavam antese precoce, com as flores ainda muito novas, proporcionada pela ausência da mucilagem liberada por coleters e que reveste e protege o meristema floral. A abertura precoce das flores facilita a polinização cruzada, levando à recuperação dos niveis normais de cafeína nas sementes da geração seguinte, assim como as flores voltam a ser normais. Diante do fato de que eventos tão diferentes estarem estreitamente ligados surge a hipótese de que estariam sendo reguladas por fatores de transcrição (FT). Assim, procedeu-se o sequenciamento e a caracterização de elementos cis da região promotora de cafeína sintase e, usando bioinformática, identificou-se cinco possíveis FTs que poderiam controlar sua expressão. Análises da expressão desses genes mostrou que dois deles eram muito pouco expressos em Decaffito. Assim, o presente projeto tem como objetivo caracterizar funcionalmente estes dois FTs em café e em plantas modelo (Arabidopsis e Nicotiana). Para tal, será feita a transformação das duas plantas modelo citadas, assim como de Coffea canephora através de RNAi, e sua posterior caracterização fenotípica.

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