Modulação tecido-específica do proteoma, da síntese de fitoquelatinas e da atividade de enzimas antioxidantes de tomateiro em resposta ao Cd, utilizando enxertias recíprocas

• Processo: 20/12666-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2021
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia
• Pesquisador responsável: Ricardo Antunes de Azevedo
• Beneficiário: Deyvid Novaes Marques
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/11018-7 - Metabolômica para resposta ao estresse induzido por cádmio: foco em plantas de tomateiro enxertadas, BE.EP.PD
• Assunto(s): Proteômica Proteoma Fitoquelatinas Enzimas antioxidantes Tomateiro Cádmio Metais pesados Enxertia (fitotecnia)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Enxertias recíprocas | enzimas antioxidantes | fitoquelatinas | Metais Pesados | proteômica | Tolerância à estresses abióticos | Agronomia geral

Resumo

O cádmio (Cd) é um metal pesado cuja concentração tem aumentado consideravelmente nas últimas décadas em vários países (o que está relacionado a atividades antropogênicas). Esse metal é potencialmente prejudicial à saúde humana e a plantas, sendo um dos contaminantes de maior ameaça ao meio ambiente. Todavia, são raros os estudos cuja abordagem seja o desenvolvimento de estratégias de manejo para reduzir a contaminação por Cd das partes comestíveis de plantas, de forma alinhada à compreensão sobre a dissecação do papel da raiz e da parte aérea ao padrão de tolerância observado, bem como sobre mecanismos endógenos relacionados. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é estudar a modulação tecido-específica do proteoma de tomateiro em resposta ao Cd utilizando a técnica de enxertia recíproca. Utilizaremos 36 genótipos de tomateiro enxertados (número até então jamais utilizado em estudos publicados em revistas de alto impacto científico), visando avaliar a combinação de genótipos previamente caracterizados como sendo contrastantes quando à tolerância ao Cd. Para tanto, a análise proteômica com quantificação livre de marcação será conduzida, de acordo com os conhecimentos do candidato à bolsa adquiridos durante seu estágio doutoral no Instituto Max Planck (Sociedade Max Planck; Max Planck Institute for Plant Breeding Research, Alemanha). Recentemente, nós obtivemos duas publicações internacionais, envolvendo fitoquelatinas (importantes moléculas envolvidas na modulação da tolerância de plantas ao Cd e seu acúmulo nos tecidos) e respostas antioxidantes de plantas expostas ao Cd. No presente estudo, a quantificação de PCs e análise da atividade de enzimas antioxidantes também serão estudados. Por meio do grande número de genótipos enxertados de tomateiro cujas amostras foram previamente coletadas (Processo FAPESP 2018/22671- Auxílio Regular à Pesquisa), e grande quantidade de dados gerados pela análise proteômica em larga escala em questão (a qual abrangerá todas as proteínas presentes na célula vegetal de tomateiro e um número bem maior de proteínas identificadas em comparação a análises proteômicas convencionais baseadas em gel), conduziremos um estudo sem precedentes e de alto impacto, servindo como modelo para tomateiro e espécies cultivadas. Os resultados fornecerão informações importantes sobre a contribuição de cada genótipo utilizado como copa e como porta-enxerto, na tolerância geral de cada planta enxertada e para consolidação de estratégias de manejo para reduzir ou evitar a contaminação por Cd das partes comestíveis de plantas. (AU)

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)

MARQUES, DEYVID NOVAES; MASON, CHASE; STOLZE, SARA CHRISTINA; HARZEN, ANNE; NAKAGAMI, HIROFUMI; SKIRYCZ, ALEKSANDRA; PIOTTO, FERNANDO ANGELO; AZEVEDO, RICARDO ANTUNES. Grafting systems for plant cadmium research: Insights for basic plant physiology and applied mitigation. Science of The Total Environment, v. 892, p. 18-pg., 2023-06-09. (22/11018-7, 21/06117-3, 20/12666-7, 17/05544-0, 18/22671-8, 18/20706-9)

MARQUES, DEYVID NOVAES; NOGUEIRA, MARINA LIMA; GAZIOLA, SALETE APARECIDA; BATAGIN-PIOTTO, KATHERINE DERLENE; FREITAS, NATALIA CHAGAS; ALCANTARA, BERENICE KUSSUMOTO; PAIVA, LUCIANO VILELA; MASON, CHASE; PIOTTO, FERNANDO ANGELO; AZEVEDO, RICARDO ANTUNES. New insights into cadmium tolerance and accumulation in tomato: Dissecting root and shoot responses using cross-genotype grafting. Environmental Research, v. 216, p. 14-pg., 2023-01-01. (20/12666-7, 22/11018-7, 17/05544-0, 18/20706-9, 21/06117-3, 16/05788-3, 16/14349-3)

MARQUES, DEYVID NOVAES; STOLZE, SARA CHRISTINA; HARZEN, ANNE; NOGUEIRA, MARINA LIMA; BATAGIN-PIOTTO, KATHERINE DERLENE; PIOTTO, FERNANDO ANGELO; MASON, CHASE; AZEVEDO, RICARDO ANTUNES; NAKAGAMI, HIROFUMI. omparative phosphoproteomic analysis of tomato genotypes with contrasting cadmium toleranc. Plant Cell Reports, v. 40, n. 10, AUG 2021. (16/05788-3, 20/12666-7, 18/20706-9, 16/14349-3, 17/05544-0)