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Análise espaço-temporal dos eventos moleculares envolvidos na regeneração in vitro de tomateiro

Processo: 15/15177-9
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 10 de novembro de 2015
Vigência (Término): 09 de julho de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Pesquisador responsável:Lázaro Eustaquio Pereira Peres
Beneficiário:Marcela Morato Notini
Supervisor no Exterior: Elliot Meyerowitz
Instituição-sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Local de pesquisa : California Institute of Technology, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:13/12209-1 - Caracterização de alterações anatômicas, hormonais e moleculares envolvidas no processo de aquisição de competência e regeneração in vitro de tomateiro, BP.DR
Assunto(s):Regulação da expressão gênica   Microscopia confocal   Organogênese   Hormônios vegetais

Resumo

O processo de organogênese de novo relaciona-se à capacidade de regenerar in vitro uma planta inteira a partir de células somáticas e é a mais comum via de regeneração in vitro de plantas. Esta capacidade é frequentemente utilizada em processos biotecnológicos e cultivo de tecidos vegetais in vitro. A organogênese é altamente dependente da percepção hormonal e pode ser dividida nas fases de aquisição de competência, indução de órgãos e diferenciação morfológica. Estudos recentes envolvendo eventos de sinalização celular ocorridos nas primeiras fases do processo de regeneração tem permitido a detecção de genes e moléculas sinalizadoras relacionadas principalmente a fase de indução de novos órgãos. A atribuição da identidade de gema caulinar ao primórdio em desenvolvimento é controlada por citocinina e envolve a expressão de genes de identidade meristemática, como WUSCHEL (WUS). Entretanto, os mecanismos moleculares envolvidos na aquisição de competência são bem menos entendidos. A especificação das células originárias, o desenvolvimento de primórdio (calos organogênico) e a aquisição de competência organogênica são mediados por auxina e relacionados a expressão do gene CUP-SHAPED COTYLEDON2 (CUC2). Os avanços na área são quase completamente baseados em estudos com Arabidopsis thaliana, mas importantes espécies de interesse econômico não seguem estritamente o modelo bem explorado de Arabidopsis: O tomateiro Solanum lycopersicum, cultivar Micro-Tom (MT), não tem a habilidade de regenerar brotos caulinares a partir de explantes radiculares ou calus induzidos. Em MT, dois genes potencialmente envolvidos no controle da competência organogênica são PROCERA (PRO) e REGENERATION1 (RG1), indicando uma competência comum na formação de raízes e brotos caulinares. Meus resultados preliminares definem temporalmente as fases de aquisição de competência e indução da organogênese e macroscopicamente evidenciam a influência de auxina e citocininas durante o processo de regeneração em MT. No entanto, mecanismos hormonais e genéticos envolvidos em organogênese de tomateiro permancem obscuros. Assim, através da investigações de genes hormonais e relacionados a organogênese fusionados a genes repórteres, somados a imagens de alta resolução, o objetivo deste projeto é determinar espaço-temporalmente os mecanismos de organogênese de novo em MT e estabelecer as diferenças moleculares entre os padrões de desenvolvimento envolvidos na regeneração de tomateiro e Arabidopsis.