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Bases bioquímicas e moleculares da rede metabólica de diterpenos, compostos bioativos e naturais de cafeeiros

Processo: 17/01455-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2017
Vigência (Término): 03 de março de 2020
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia
Pesquisador responsável:Douglas Silva Domingues
Beneficiário:Suzana Tiemi Ivamoto
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/10896-0 - A sinalização do ácido hexanóico pode modular o transcriptoma, metaboloma e o desenvolvimento de patógenos no cafeeiro?, AP.JP
Assunto(s):Cromatografia líquida de alta pressão   Cromatografia gasosa-espectrometria de massas   Transcriptômica

Resumo

O café é uma das commodities mais importantes para países de clima tropical e uma das bebidas mais consumidas no mundo, da qual o Brasil ocupa uma posição de destaque e é o maior produtor e exportador. Os diterpenos são componentes fundamentais para os processos de desenvolvimento das plantas e defesa contra insetos, patógenos e outros estresses ambientais. Muitos deles são também utilizados pelas indústrias farmacêuticas e de cosmética devido às suas propriedades nutracêuticas. Mais especificamente, os diterpenos cafestol (CAF) e caveol (KAH) são compostos provenientes do metabolismo exclusivo e especializado do gênero Coffea. Recentemente, em uma análise bioquímica de diterpenos, o nosso grupo de pesquisa detectou pela primeira vez, a presença exclusiva de KAH em raízes de cafeeiro, além de sua conhecida presença em frutos. A presença desses diterpenos em frutos e raízes pode indicar uma possível relação desses compostos tanto com os mecanismos de defesa vegetais, como nas características sensoriais da bebida (aroma e sabor). Apesar da sua importância, estudos que relacionem os mecanismos genéticos e bioquímicos envolvidos no processo de biossíntese de CAF e KAH são ainda incipientes, o que limita a nossa capacidade de compreender a importância ecológica, agronômica e industrial desses compostos. Foi também demonstrado recentemente em plantas que a aplicação de ácido hexanoico pode aumentar a produção de mevalonato, um composto precursor de CAF e KAH. Este projeto tem por objetivo integrar análises de genômica funcional, análise bioquímica de enzimas e determinação do perfil metabólico desses diterpenos, para identificar a rede metabólica envolvida na rota de biossíntese de CAF e KAH em cafeeiros. Com base no conhecimento dos genes desta via, utilizaremos a aplicação exógena do composto antimicrobiano ácido hexanóico para modular o perfil transcricional dos genes envolvidos na via de biossíntese dos diterpenos em folhas e raízes de café arábica e investigar o impacto desta modulação na biossíntese de CAF e KAH. Os resultados deste estudo irão contribuir para a compreensão das bases moleculares e funções biológicas provenientes de metabolismo especializado do cafeeiro, e propiciar o conhecimento fundamental para a produção de plantas com teores desejáveis de diterpenos, qualidade superior de bebida e controle de doenças sem fontes de alta resistência no cafeeiro.

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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)
BABA, VIVIANE YUMI; BRAGHINI, MASAKO TOMA; DOS SANTOS, TIAGO BENEDITO; DE CARVALHO, KENIA; MOURA SOARES, JOAO DANILLO; IVAMOTO-SUZUKI, SUZANA TIEMI; MALUF, MIRIAN P.; PADILHA, LILIAN; PACCOLA-MEIRELLES, LUZIA D.; PEREIRA, LUIZ FILIPE; et al. Transcriptional patterns of Coffea arabica L. nitrate reductase, glutamine and asparagine synthetase genes are modulated under nitrogen suppression and coffee leaf rust. PeerJ, v. 8, . (16/10896-0, 17/01455-2)
BUDZINSKI, ILARA G. F.; CAMARGO, PAULA O.; ROSA, RAISSA S.; CALZADO, NATALIA F.; IVAMOTO-SUZUKI, SUZANA T.; DOMINGUES, DOUGLAS S.. Transcriptome Analyses of Leaves Reveal That Hexanoic Acid Priming Differentially Regulate Gene Expression in Contrasting Coffea arabica Cultivars. FRONTIERS IN SUSTAINABLE FOOD SYSTEMS, v. 5, . (16/10896-0, 17/01455-2)
SILVA, NATACHA; IVAMOTO-SUZUKI, SUZANA TIEMI; CAMARGO, PAULA OLIVEIRA; ROSA, RAISSA SCALZONI; PROTASIO PEREIRA, LUIZ FILIPE; DOMINGUES, DOUGLAS SILVA. Low-Copy Genes in Terpenoid Metabolism: The Evolution and Expression of MVK and DXR Genes in Angiosperms. PLANTS-BASEL, v. 9, n. 4, . (17/01455-2, 16/10896-0)
BABA, VIVIANE Y.; POWELL, ADRIAN F.; IVAMOTO-SUZUKI, SUZANA T.; PEREIRA, LUIZ F. P.; VANZELA, ANDRE L. L.; GIACOMIN, RENATA M.; STRICKLER, SUSAN R.; MUELLER, LUKAS A.; RODRIGUES, ROSANA; GONCALVES, LEANDRO S. A.. Capsidiol-related genes are highly expressed in response to Colletotrichum scovillei during Capsicum annuum fruit development stages. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, . (17/01455-2)

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