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Análise do transcriptoma e construção de redes de co-expressão em sistemas modelo para identificação de genes envolvidos na deposição de parede celular secundária e no metabolismo de lignina em gramíneas

Processo: 16/06917-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2017
Vigência (Término): 30 de novembro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Igor Cesarino
Beneficiário:Sávio de Siqueira Ferreira
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):Biologia molecular vegetal   Gramíneas   Sorgo   Parede celular vegetal   Lignina   Expressão gênica   Transcriptoma

Resumo

A produção de biocombustíveis lignocelulósicos ainda encontra dificuldades técnicas no que tange a degradação eficiente da biomassa vegetal, fato conhecido como recalcitrância. Para desenvolver estratégias biotecnológicas para reduzir essa recalcitrância, é essencial entender as bases moleculares da biossíntese e deposição de parede celular secundária, principal constituinte da biomassa vegetal. Apesar das principais culturas dedicadas à biocombustíveis serem gramíneas C4, a maior parte do conhecimento sobre metabolismo de parede celular secundária foi gerado em plantas-modelo dicotiledôneas. Esses dois grupos de plantas apresentam várias diferenças na composição, estrutura e regulação da deposição de parede celular, o que impede que parte do conhecimento adquirido em dicotiledôneas seja transferido às gramíneas. Assim, a caracterização de aspectos do metabolismo de parede celular secundária específicos de gramíneas exige estudos sistemáticos neste grupo de plantas. Recentemente, iniciou-se um estudo de biologia de sistemas baseado no metaboloma e transcriptoma em sistemas-modelo de sorgo no laboratório do Prof. Igor Cesarino (IB/USP) para correlacionar mudanças na composição da parede celular secundária com variações de expressão gênica (Projeto BIOEN Jovem Pesquisador, 2015/02527-1). Inserido nesse contexto, o objetivo deste projeto de pós-doutorado é analisar o transcriptoma dos sistemas-modelo e gerar redes de co-expressão, correlacionando padrões de deposição de parede celular secundária com variações de expressão gênica, para identificar genes potencialmente envolvidos na deposição de parede celular secundária, com foco especial em lignina, e iniciar a caracterização funcional de fatores de transcrição selecionados a partir das redes de co-expressão em ensaios de expressão transiente. O conhecimento gerado será importante para desenvolver estratégias biotecnológicas para diminuir a recalcitrância da biomassa em culturas de bioenergia, como a cana-de-açúcar. (AU)

Publicações científicas (4)
(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; CARVALHO, GABRIEL GARON; FERREIRA, SAVIO SIQUEIRA; HERNANDES-LOPES, JOSE; DE SETTA, NATHALIA; CESARINO, IGOR. Genome-wide characterization of the laccase gene family in Setaria viridis reveals members potentially involved in lignification. PLANTA, v. 251, n. 2 JAN 9 2020. Citações Web of Science: 0.
SOUZA, GLAUCIA MENDES; VAN SLUYS, MARIE-ANNE; LEMBKE, CAROLINA GIMILIANI; LEE, HAYAN; MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES ALVES; HOTTA, CARLOS TAKESHI; GAIARSA, JONAS WEISSMANN; DINIZ, AUGUSTO LIMA; OLIVEIRA, MAURO DE MEDEIROS; FERREIRA, SAVIO DE SIQUEIRA; NISHIYAMA, MILTON YUTAKA; TEN-CATEN, FELIPE; RAGAGNIN, GEOVANI TOLFO; ANDRADE, PABLO DE MORAIS; DE SOUZA, ROBSON FRANCISCO; NICASTRO, GIANLUCCA GONCALVES; PANDYA, RAVI; KIM, CHANGSOO; GUO, HUI; DURHAM, ALAN MITCHELL; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; ZHANG, JISEN; ZHANG, XINGTAN; ZHANG, QING; MING, RAY; SCHATZ, MICHAEL C.; DAVIDSON, BOB; PATERSON, ANDREW H.; HECKERMAN, DAVID. Assembly of the 373k gene space of the polyploid sugarcane genome reveals reservoirs of functional diversity in the world's leading biomass crop. GIGASCIENCE, v. 8, n. 12 DEC 2019. Citações Web of Science: 3.
FERREIRA, SAVIO SIQUEIRA; SIMOES, MARCELLA SIQUEIRA; CARVALHO, GABRIEL GARON; ALVES DE LIMA, LEYDSON GABRIEL; DE ALMEIDA SVARTMAN, RAPHAEL MENDES; CESARINO, IGOR. The lignin toolbox of the model grass Setaria viridis. Plant Molecular Biology, v. 101, n. 3, p. 235-255, OCT 2019. Citações Web of Science: 1.
DINIZ, AUGUSTO L.; FERREIRA, SAVIO S.; TEN-CATEN, FELIPE; MARGARIDO, GABRIEL R. A.; DOS SANTOS, JOAO M.; BARBOSA, GERALDO V. DE S.; CARNEIRO, MONALISA S.; SOUZA, GLAUCIA M. Genomic resources for energy cane breeding in the post genomics era. COMPUTATIONAL AND STRUCTURAL BIOTECHNOLOGY JOURNAL, v. 17, p. 1404-1414, 2019. Citações Web of Science: 0.

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