Edição do genoma de cana-de-açúcar utilizando CRISPR/Cas9 para mutagênese específica da biossíntese de etileno

• Processo: 17/09817-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Marcelo Menossi Teixeira
• Beneficiário: Lucia Mattiello
• Supervisor: Fredy Altpeter
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Florida, Gainesville (UF), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 15/23789-4 - Avaliação do papel de genes que codificam acc sintase no desenvolvimento da cana-de-açúcar, BP.PD
• Assunto(s): Melhoramento genético vegetal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cas9 | Crispr | Ethylene | sugarcane | Targeted mutagenesis | Melhoramento Vegetal

Resumo

Nucleases, como CRISPR/Cas9, podem ser desenhadas para criar quebra na dupla fita (DSB - Double Strand Break) em sequencias específicas de DNA. Essas DSB irão estimular o sistema de reparo de DNA da célula vegetal e pode resultar em mutações de mudança do quadro de leitura devido a deleções e inserções típicas desse processo propício a erros, produzindo mutantes com perda de função. Uma das maiores vantagens do CRISPR/Cas9 é a capacidade de multiplex que permite a co-mutação de múltiplos alvos de forma eficiente através da co-entrega da enzima Cas9e múltiplos RNA guias. Apesar de o etileno ser um componente chave da maturação de diversas espécies de plantas, o papel desse hormônio em cana-de-açúcar permanece obscuro. CRISPR/Cas9 é a ferramenta de edição de genoma mais versátil e será utilizada nesse projeto para suprimir três genes que codificam para a enzima 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico sintase (ACS) e o fator de transcrição responsivo ao etileno EIN. Para essa finalidade, nós propomos: (a) seleção dos alvos e desenho e síntese do gRNA; (b) transferência da construção CRISPR e regeneração de plantas transgênicas de cana-de-açúcar; (c) caracterização molecular das plantas editadas; (d): avaliação da produção de etileno nas plantas editadas para os genes da ACS. Após o período de um ano na Universidade da Flórida, as plantas serão enviadas para o Brasil e avaliações fisiológicas serão executadas. (AU)