Efeitos da superexpressão da proteína desacopladora mitocondrial (UCP1) na resposta a estresse abiótico e metabolismo fotossintético em milho (Zea mays)

• Processo: 17/15229-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Paulo Arruda
• Beneficiário: Vinícius de Oliveira Almeida
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Melhoramento genético vegetal Milho Zea mays Fotossíntese Estresse hídrico Proteína desacopladora 1
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estresse abiótico | Fotossíntese | milho | Proteína desacopladora mitocondrial (UCP1) | Melhoramento de plantas

Resumo

A exposição das plantas a estresses ambientais induz a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS). Em células eucarióticas a Cadeia Transportadora de Elétrons (CTE) localizada na membrana interna da mitocôndria é a maior fonte geradora de ROS. A Proteína Desacopladora Mitocondrial 1 (UCP1) também se localiza na membrana interna mitocondrial, onde dissipa o potencial de membrana entre o espaço intermembranas e a matriz mitocondrial, independente da produção de ATP. Desta maneira o fluxo de elétrons da CTE é estimulado e a produção de ROS é reduzida. Plantas de Nicotiana tabacum superexpressando a UCP1 de Arabidopsis thaliana (AtUCP1) apresentam elevada tolerância ao estresse hídrico e salino quando comparadas às plantas selvagens. Além disso, essas plantas têm um aumento na condutância estomática e na taxa fotossintética em condições normais ou sob estresse abiótico. A superexpressão da AtUCP1 leva a alterações metabólicas importantes associadas aos efeitos benéficos observados quando as plantas são submetidas a estresses. Essas plantas possuem elevada biogênese mitocondrial que, através da sinalização mitocôndria-núcleo, induz a expressão de centenas de genes nucleares e mitocondriais, associados a respostas a estresses. Em virtude dos efeitos de resistência a estresse abiótico observado nas plantas modelo, propomos nesse projeto estudar o efeito da superexpressão de UCP1 de Sorgo (Sorghum bicolor) em milho, uma das principais culturas agrícolas do mundo, avaliando sua produtividade sob condições de estresse hídrico. Além disso, como as plantas modelo em que a UCP1 foi estudada apresentam metabolismo fotossintético C3, o estudo da UCP1 em milho proveria novas informações em relação a função dessa proteína em plantas de metabolismo C4. (AU)