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

• Processo: 18/03764-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2018
• Vigência (Término): 30 de novembro de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Acordo de Cooperação: 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cana-de-açúcar | Metabolomica | Snf1-related protein kinase-1 | Target of Rapamycin | trealose-6-fosfato | vias de sinalização | Bioquímica e Metabolismo

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.

Publicações científicas

(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)

DE OLIVEIRA, LAUANA PEREIRA; NAVARRO, BRUNO VIANA; DE JESUS PEREIRA, JOAO PEDRO; LOPES, ADRIANA RIOS; MARTINS, MARINA C. M.; RIANO-PACHON, DIEGO MAURICIO; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA. Bioinformatic analyses to uncover genes involved in trehalose metabolism in the polyploid sugarcane. SCIENTIFIC REPORTS, v. 12, n. 1, p. 16-pg., 2022-05-07. (14/50884-5, 18/03764-5)

GRANDIS, ADRIANA; ARENQUE-MUSA, BRUNA C.; MARTINS, MARINA C. M.; MACIEL, THAIS OLIVAR; SIMISTER, RACHAEL; GOMEZ, LEONARDO D.; BUCKERIDGE, MARCOS S.. Senna reticulata: a Viable Option for Bioenergy Production in the Amazonian Region. BioEnergy Research, v. 14, n. 1, p. 91-105, MAR 2021. (14/50884-5, 18/03764-5, 08/57908-6, 09/52840-7)