Uma visão sistêmica do metabolismo fenólico e de lignina na gramínea modelo Setaria viridis

• Processo: 22/09003-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2022
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Igor Cesarino
• Beneficiário: Leydson Gabriel Alves de Lima
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/06142-8 - Modificando o metabolismo fenólico: da descoberta de funções gênicas às biofábricas verdes, AP.BIOEN.JP2
• Assunto(s): Biologia molecular vegetal Gramíneas Setaria viridis Fenilpropanoide Lignina Parede celular vegetal Expressão gênica Fatores de transcrição
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fenilpropanóides | Gramíneas C4 | Lignina | Parede Celular Vegetal | Setaria viridis | tricina | Biologia Molecular de Plantas

Resumo

A biomassa vegetal é composta principalmente de paredes celulares secundárias ricas em polissacarídeos e constitui uma fonte promissora de açúcares fermentáveis para a produção de biocombustíveis e biomateriais. No entanto, o processamento da biomassa é dificultado pela complexa estrutura e composição das paredes secundárias, fato conhecido como recalcitrância da biomassa. O principal fator causador da recalcitrância é a presença do polímero fenólico lignina. Portanto, a elucidação dos mecanismos moleculares envolvidos no metabolismo fenólico e de lignina é essencial para alavancar a utilização da biomassa vegetal como matéria-prima na bioeconomia. Neste contexto, as gramíneas C4 são consideradas culturas promissoras devido ao seu alto rendimento na produção de biomassa. O objetivo deste projeto é utilizar Setaria viridis para aprofundar o conhecimento acerca do metabolismo fenólico e de lignina em gramíneas C4. Para tal, propomos um projeto de biologia de sistemas dividido em dois objetivos principais. Primeiramente, será gerado um mapa metabólico focado em fenilpropanóides e um atlas de expressão gênica de diferentes tecidos de S. viridis. Os dados de metabolômica e transcriptômica serão correlacionados de modo a permitir a identificação de genes potencialmente envolvidos em diferentes aspectos do metabolismo fenólico. O segundo objetivo é a caracterização funcional de um fator de transcrição da família MYB previamente selecionado em trabalhos do grupo e potencialmente relacionado com o metabolismo de lignina e tricina em S. viridis. Plantas transgênicas superexpressando e silenciando esse gene serão caracterizadas para parâmetros de biomassa, perfil metabólico, deposição de lignina, expressão gênica global e rendimento de sacarificação. As estratégias propostas permitirão elucidar novos aspectos do metabolismo fenólico e de lignina em gramíneas C4, além de validar potenciais estratégias biotecnológicas para reduzir a recalcitrância da biomassa. (AU)