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Estabelecimento de um sistema de indução de diferenciação de elementos traqueais em células em suspensão de Sorghum bicolor L.

Processo: 15/18361-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2015
Vigência (Término): 30 de abril de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Pesquisador responsável:Igor Cesarino
Beneficiário:Marcella Siqueira Simões
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/02527-1 - Desenvolvimento de sistemas-modelo em sorgo e uso da biologia de sistemas na elucidação dos mecanismos moleculares do metabolismo fenólico e de lignina em gramíneas, AP.BIOEN.JP
Assunto(s):Lignina   Cultura de tecidos   Parede celular   Sorgo

Resumo

Diversos estudos tem demonstrado que a lignina é o principal fator que dificulta a utilização dos polissacarídeos de parede celular para a produção economicamente viável de etanol de segunda geração. A lignina imobiliza celulases e outras enzimas degradativas, impedindo o acesso ao seus substratos e afetando negativamente a liberação de monossacarídeos durante a hidrólise enzimática dos polissacarídeos de parede. Este fato tem estimulado estratégias de engenharia genética para produzir plantas que acumulem menos lignina ou que sintetizem um polímero mais facilmente degradável. No entanto, a manipulação da via de biossíntese de lignina requer um conhecimento fundamental do metabolismo fenólico, incluindo as enzimas que catalisam cada passo e os metabolitos intermediários, além de como esta via é regulada ao nível transcricional e (pós)traducional. A localização dispersa da lignina em tecidos específicos em diferentes órgãos da planta dificulta a caracterização de certos aspectos do metabolismo deste polímero aromático. Desse modo, o estabelecimento de sistemas de indução de lignificação e diferenciação de elementos traqueais em células em suspensão podem ser uma importante estratégia complementar para acelerar o ganho de conhecimento acerca do metabolismo de lignina em gramíneas e, consequentemente, no desenvolvimento de estratégias biotecnológicas para redução da recalcitrância da biomassa vegetal. Este projeto propõe realizar o estabelecimento e caracterização inicial de um sistema de indução de diferenciação de elementos traqueais em células em suspensão de sorgo (Sorghum bicolor). Após determinar as condições ideais para a indução da diferenciação dos elementos traqueais, o sistema será caracterizado para i) a proporção de células diferenciadas, ii) conteúdo de lignina e iii) composição monomérica de lignina. Este sistema será importante para futuras análises transcriptômicas em larga escala para a seleção de potenciais genes candidatos a desenvolverem um papel na deposição de lignina e de outros componentes da parede celular secundária em gramíneas.

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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)
SIMOES, MARCELLA SIQUEIRA; FERREIRA, SAVIO SIQUEIRA; GRANDIS, ADRIANA; RENCORET, JORGE; PERSSON, STAFFAN; FLOH, ENY IOCHEVET SEGAL; FERRAZ, ANDRE; DEL RIO, JOSE C.; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; CESARINO, IGOR. Differentiation of Tracheary Elements in Sugarcane Suspension Cells Involves Changes in Secondary Wall Deposition and Extensive Transcriptional Reprogramming. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 11, DEC 18 2020. Citações Web of Science: 1.
CESARINO, IGOR; SIMOES, MARCELLA SIQUEIRA; BRITO, MICHAEL DOS SANTOS; FANELLI, AMANDA; SILVA, TATIANE DA FRANCA; ROMANEL, ELISSON. Building the wall: recent advances in understanding lignin metabolism in grasses. ACTA PHYSIOLOGIAE PLANTARUM, v. 38, n. 11 NOV 2016. Citações Web of Science: 9.

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