Abordagens de Engenharia Genética e Biologia Sintética aplicadas ao desenvolvimento de novas variedades de laranja doce (Citrus sinensis) resistentes ou tolerantes ao Huanglongbing (HLB)

• Processo: 22/10505-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitossanidade
• Pesquisador responsável: Alessandra Alves de Souza
• Beneficiário: Guilherme Souza Prado
• Instituição Sede: Instituto Agronômico (IAC). Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA). Secretaria de Agricultura e Abastecimento (São Paulo - Estado). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/07045-3 - Estratégias biotecnológicas e genômicas para qualidade, produtividade e manejo sustentável de citros, café e cana-de-açúcar no estado de São Paulo, AP.NPOP
• Assunto(s): Biotecnologia Engenharia genética Biologia sintética Citricultura Laranja Citrus sinensis Greening (doença de planta) Sistemas CRISPR-Cas Transgenia Candidatus liberibacter Agrobacterium tumefaciens Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biotecnologia | Cas | Citricultura | Crispr | Huanglongbing | Organismo geneticamente modificado | Biotecnologia

Resumo

O Brasil é o segundo maior produtor mundial de citros e ocupa o primeiro lugar no ranking mundial de produção de laranja doce (Citrus sinensis (L.) Osbeck). Devido à sua forma de produção e ancestralidade, a base genética das espécies de citros é bastante restrita, o que as torna vulneráveis a perdas de produtividade decorrentes de estresses abióticos e bióticos. Entre os fatores bióticos, destacam-se as doenças bacterianas, como o cancro cítrico, a clorose variegada dos citros e o Huanglongbing (HLB), das quais o HLB, causado pela bactéria Candidatus Liberibacter spp. (CLs), é considerado a pior e mais devastadora doença da citricultura mundial, causando enormes prejuízos aos produtores e à indústria de citros. Não há, atualmente, variedades comerciais de C. sinensis que sejam resistentes ao HLB, tornando-se indispensável e urgente que sejam desenvolvidas plantas com o fenótipo de resistência. Entretanto, devido ao ciclo reprodutivo e forma de multiplicação de C. sinensis, as vias clássicas de melhoramento genético se tornam difíceis ou inviáveis do ponto de vista técnico, apontando as técnicas de biotecnologia moderna como alternativas adequadas para a geração destas novas variedades. Entre estas técnicas, a transformação genética via transgenia e a edição genômica via tecnologia CRISPR são algumas das principais possibilidades para explorar genes que foram relatados, mas ainda não explorados para obtenção de resistência e/ou tolerância em C. sinensis. Dessa forma, neste projeto serão utilizadas três abordagens de biotecnologia moderna com este intuito: (1) edição de genoma por meio de sistema CRISPR/Cas plasmidial; (2) edição de genoma por meio de sistema CRISPR/Cas DNA-free RNP; (3) transformação genética por meio de transgenia. As abordagens de edição genômica se basearão no knockout do gene SEOc e/ou de genes-chave do fitopatógeno no contexto de proliferação celular e infectividade. Para isso, calos embriogênicos serão transformados por Agrobacterium tumefaciens carreando vetores de expressão para o sistema CRISPR plasmidial, enquanto o sistema de RNP será utilizado para a transfecção de protoplastos utilizando lipofectamina associada ao PEG. Por sua vez, a abordagem de transgenia se baseará na transformação genética de epicótilos por imersão dos explantes e cocultivo com A. tumefaciens. Sendo assim, espera-se que as plantas regeneradas a partir das três abordagens metodológicas resultem em variedades inéditas e com fenótipos contrastantes, em algum grau, ao fenótipo observado em indivíduos suscetíveis à infecção por CLs. Almeja-se, com isso, que as variedades sejam resistentes ou, no mínimo, tolerantes ao HLB, sem que a biossegurança dos produtos biotecnológicos seja prejudicada, possibilitando futura aprovação para níveis mercadológicos, de modo que ofereçam uma solução sólida à problemática do HLB no contexto da citricultura mundial. (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)

PRADO, GUILHERME SOUZA; ROCHA, DHIOVANNA CORREIA; DOS SANTOS, LUCAS NASCIMENTO; CONTILIANI, DANYEL FERNANDES; NOBILE, PAULA MACEDO; MARTINATI-SCHENK, JULIANA CAMARGO; PADILHA, LILIAN; MALUF, MIRIAN PEREZ; LUBINI, GREICE; PEREIRA, TIAGO CAMPOS; et al. CRISPR technology towards genome editing of the perennial and semi-perennial crops citrus, coffee and sugarcane. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 14, p. 27-pg., 2024-01-08. (20/07045-3, 21/13478-2, 22/10505-1, 22/11738-0)