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Estabelecimento de um sistema de um único entrenó em processo de alongamento como modelo para estudos de deposição de parede celular secundária em sorgo [Sorghum bicolor (l.) Moench]

Processo: 16/07502-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de setembro de 2016
Vigência (Término): 31 de agosto de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Pesquisador responsável:Igor Cesarino
Beneficiário:André Vicioli de Almeida Pina
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   Sorgo

Resumo

O desenvolvimento de um sistema de produção eficiente de bioetanol de segundageração depende em grande parte da determinação dos fatores responsáveis pelarecalcitrância da biomassa vegetal, e este conhecimento requer um significativo foconos mecanismos moleculares que determinam as características da parede celular. Talconhecimento é significativamente menor em gramíneas C4, embora este grupo deplantas apresente grande potencial para aplicação em bioenergia. Uma das razões quejustificam esta disparidade é a falta de sistemas-modelo que facilitem a aquisição dedados. A simples extrapolação de informações adquiridas em dicotiledôneas nemsempre é aplicável, além de não permitir a identificação e caracterização de atributosespecíficos de gramíneas C4. Uma série de estudos demonstraram que a proporçãorelativa e a composição de componentes químicos da parede celular são reguladas deforma espaço-temporal e, em gramíneas, tais diferenças ocorrem ao longo de ummesmo entrenó em processo de alongamento. Assim, o objetivo do projeto é estabelecerum sistema de um único entrenó em processo de alongamento em sorgo que possa serutilizado como modelo de estudos para deposição de componentes da parede celularsecundária. Mais especificamente, pretende-se correlacionar as mudanças no conteúdo ecomposição química da parede celular com variações de expressão de genes-alvo. Paratal, um entrenó em alongamento será dividido em segmentos que abrangem as quatrodistintas regiões morfológicas do entrenó e que garantam a amostragem de tecidos comdeposição diferencial de parede celular secundária. Tais segmentos serão analisadospara o conteúdo e composição de celulose, hemicelulose e lignina tanto por métodosquantitativos quanto por análises histoquímicas. Uma vez confirmados os conteúdoscontrastantes destes componentes entre os segmentos, é importante validar a existênciade diferenças significativas na expressão de genes relacionados com suas respectivasvias biossintéticas. Para isso, genes que comprovadamente desempenham um papel nometabolismo de celulose, hemicelulose e lignina em sorgo serão utilizados como genes-guia, e sua expressão nos diferentes segmentos será avaliada por RT-PCR quantitativo.Para avaliar um possível mecanismo de compensação entre as vias biossintéticas,mutantes brown midrib (bmr), que apresentam perturbações na via biossintética delignina, também serão analisados. Este projeto de Iniciação Científica faz parte docontexto de um Projeto Jovem Pesquisador BIOEN (Fapesp n° 2015/02527-1) e seráimportante em futuras análises transcriptômicas em larga escala para a seleção depotenciais genes candidatos a desenvolverem um papel na deposição de lignina e deoutros componentes da parede celular secundária em gramíneas.