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Como vias de sinalização e percepção de açúcares controlam o crescimento e desenvolvimento de cana-de-açúcar?

Processo: 18/03764-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2018
Vigência (Término): 31 de julho de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Convênio/Acordo: CNPq - INCTs
Pesquisador responsável:Marcos Silveira Buckeridge
Beneficiário:Marina Câmara Mattos Martins Soldi
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:14/50884-5 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol, AP.TEM
Assunto(s):Cana-de-açúcar   Transdução de sinais   Metabolômica

Resumo

O aumento da produtividade de culturas agrícolas depende de uma compreensão holística do crescimento vegetal, resultante da ação combinada entre metabolismo, disponibilidade de água e nutrientes, programas celulares e de desenvolvimento. Estes elementos irão coletivamente conduzir o balanço entre a assimilação, alocação e uso de carbono (C) ao longo do ciclo diuturno e de estágios de desenvolvimento. A parede celular representa o maior dreno para o C fixado e a alocação em síntese de parede necessita ser finamente controlada para propiciar crescimento ótimo. Evidências recentes na planta modelo Arabidopsis indicam que o "status" de C é capaz de regular a taxa de síntese de celulose na fase de crescimento vegetativo, embora os mecanismos sejam ainda desconhecidos. Existe uma complexa rede de sinalização capaz de sensoriar os níveis de C e "status" de energia e integrá-los com o crescimento e desenvolvimento vegetal envolvendo duas quinases com papéis antagônicos. Enquanto a "Target of rapamycin" (TOR) sensoria alta disponibilidade de C estimulando a tradução de proteínas e crescimento, a "Snf1-related protein kinase-1" (SnRK1) inibe o crescimento em resposta à baixa disponibilidade de C e energia. A atividade de ambas as quinases é modulada por açúcares, sendo que a glicose ativa TOR e a trealose-6-fosfato (Tre6P), intermediário na síntese de trealose, inibe a atividade de SnRK1. A Tre6P não é apenas um metabólito essencial em plantas, mas também um sensor do "status" de sacarose que afeta o metabolismo em diferentes níveis. A sinalização de açúcares também interage com microRNAs para regular o desenvolvimento vegetal. Em conjunto, estas informações apontam para a importância de se estudar os mecanismos envolvidos na sinalização de açúcares visando melhorar o crescimento e acúmulo de biomassa em plantas, fatores que são de fundamental interesse para bioenergia. O presente projeto tem por objetivo examinar as relações entre expressão gênica, metabólitos e vias de sinalização de açúcar (TOR, SnRK1, Tre6P) em cana-de-açúcar.