Caracterização funcional das proteínas PIF (Phytochrome-Interacting Factor) de Solanum lycopersicum

• Processo: 15/14658-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2015
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica
• Pesquisador responsável: Maria Magdalena Rossi
• Beneficiário: Daniele Silva Pereira Rosado
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/24054-0 - Identificação de alvos transcricionais diretos de PIF (fatores de interação a fitocromos) na via de biossíntese de tocoferol, BE.EP.DD
• Assunto(s): Genética molecular vegetal Proteínas de plantas Fitocromo Lycopersicon esculentum Tomate Processos biológicos Luz solar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atividade plastidial | fitocromos | Pif | qualidade nutricional e produtividade | regulação luminosa | Solanum lycopersicum | Genética Molecular de Plantas

Resumo

Além de prover energia para as reações fotossintéticas, a luz é fundamental para a manutenção de ritmos diários e a progressão do desenvolvimento ao longo de todo o ciclo de vida das plantas. O sinal luminoso é percebido por fotorreceptores e as respostas adaptativas compreendem uma complexa rede regulatória da qual participam as Proteínas de Interação a Fitocromos (PIFs). As PIFs são fatores de transcrição que regulam negativamente as respostas à luz e realizam a intercomunicação com vias de sinalização hormonal. A participação dessas proteínas em diferentes processos fisiológicos desde a germinação até a floração foi caracterizada apenas em Arabidopsis thaliana. Desde o desestiolamento até na senescência foliar, as PIF têm um importante papel na regulação da biogênese e manutenção plastidial. Durante a germinação, as plântulas, ainda no escuro, acumulam PIFs que inibem a biossíntese de Chls e a biogênese de cloroplastos, além de induzir o alongamento do hipocótilo. Quando atingem a luz, as plântulas acumulam clorofilas e assumem um padrão de desenvolvimento fotomorfogênico à medida que os níveis de PIF decaem. Em plantas adultas, as PIF regulam os ritmos de crescimento diários e a senescência foliar induzida por escuro e idade. Neste último processo, o papel destes fatores de transcrição é induzir a expressão de SAGs (Senescence-Associated Genes) que levarão ao desmantelamento do aparato fotossintético, degradação das clorofilas e dos cloroplastos. A manutenção de cloroplastos fotossinteticamente ativos em folhas fonte e na transição de cloroplastos a cromoplastos durante o amadurecimento são importantes determinantes da produtividade e qualidade de frutos carnosos. Assim, considerando a importância das PIF na biogênese e manutenção plastidial e a relevância dos cloroplastos para a produtividade, este projeto propõe a caracterização funcional das PIF na espécie modelo Solanum lycopersicum. Para isso, inicialmente por meio de uma análise fenética serão identificados os genes PIF de tomateiro e determinada a relação de ortologia com os correspondentes de A. thaliana. Em seguida, visando obter informação sobre a especificidade funcional dos diferentes genes, a expressão de cada PIF será avaliada durante o desetiolamento, senescência foliar induzida por escuro bem como durante o desenvolvimento e amadurecimento de frutos. A partir dos resultados dessas análises serão escolhidos pelo menos três genes cujo padrão de expressão varie ao longo de cada um dos três processos avaliados para sua caracterização funcional. Plantas transgênicas de tomateiro silenciadas para cada um dos genes selecionados serão geradas e avaliadas no que tange à diversos parâmetros de crescimento, do metabolismo de carbono, da produtividade e da qualidade nutricional dos frutos. Com base nas alterações fenotípicas e metabólicas encontradas, outras análises poderão ser realizadas a fim de destrinchar os mecanismos regulatórios responsáveis pelas diferenças observadas. Assim, com este projeto pretende-se compreender o papel desempenhado pelas PIFs na regulação de importantes processos fotomorfogênicos e metabólicos que afetam a produtividade e qualidade nutricional de um fruto carnoso de alta importância na dieta humana como o tomate. (AU)

Publicações científicas

(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)

LIRA, BRUNO SILVESTRE; OLIVEIRA, MARIA JOSE; SHIOSE, LUMI; AY WU, RAQUEL TSU; ROSADO, DANIELE; DUARTE LUPI, ALESSANDRA CAVALCANTI; FRESCHI, LUCIANO; ROSSI, MAGDALENA. Light and ripening-regulated BBX protein-encoding genes in Solanum lycopersicum. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, NOV 6 2020. (17/14953-0, 15/14658-3, 16/01128-9)

ROSADO, DANIELE; TRENCH, BRUNA; BIANCHETTI, RICARDO; ZUCCARELLI, RAFAEL; RODRIGUES ALVES, FREDERICO ROCHA; PURGATTO, EDUARDO; SEGAL FLOH, ENY IOCHEVET; SILVEIRA NOGUEIRA, FABIO TEBALDI; FRESCHI, LUCIANO; ROSSI, MAGDALENA. Downregulation of PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR 4 Influences Plant Development and Fruit Production. Plant Physiology, v. 181, n. 3, p. 1360-1370, NOV 2019. (17/24354-7, 15/14658-3, 16/16764-8, 16/04924-0, 16/02033-1, 16/01128-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

ROSADO, Daniele Silva Pereira. Caracterização funcional dos fatores de transcrição PIF (Phytochrome Interacting Factors) em tomateiro: papel na produtividade e qualidade nutricional de frutos carnosos. 2019. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB) São Paulo.