Caracterização funcional dos genes SvPRN1 e SvPRN2 na gramínea-modelo Setaria viridis e sua implicação na regulação da deposição de lignina

• Processo: 24/21413-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Igor Cesarino
• Beneficiário: Bianca Meeihua Sung
• 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): Fenilpropanoide Lignina Regulação transcricional Biologia de sistemas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fenilpropanóides | Gramíneas C4 | Lignina | PIRINs | Regulação transcricional | Biologia de Sistemas

Resumo

A lignina é um dos biopolímeros mais abundantes da Terra e tem sido estudada extensivamente por causa da sua importância ecológica, fisiológica e econômica. Nas últimas duas décadas, a pesquisa sobre os mecanismos de regulação de deposição de lignina permitiu a caracterização de uma rede transcricional complexa com estruturas hierárquicas e alimentação retroativa positiva. Recentemente, AtPRN2 de Arabidopsis thaliana, pertencente à família das PIRINs (PRNs), foi caracterizada como um (co)regulador transcricional da deposição de lignina, atuando a montante da rede NAC-MYB e regulando a composição química da lignina do xilema de forma célula não-autônoma. No entanto, não há estudos sobre o papel de genes PRN na regulação da deposição da lignina em gramíneas. Previamente, nosso grupo de pesquisa caracterizou a família gênica das PRNs na gramínea-modelo Setaria viridis e identificou SvPRN1 e SvPRN2 como potenciais reguladores do processo de lignificação. Este projeto tem como objetivo realizar a caracterização funcional de SvPRN1 e SvPRN2 em S. viridis, de modo a confirmar seu papel na regulação da lignificação. Os padrões de expressão tecido-específico de SvPRN1 e SvPRN2 serão determinados por hibridização in situ, enquanto a função desses genes in planta será estudada por meio da fenotipagem de linhagens transgênicas superexpressando individualmente cada gene-alvo. Essas linhagens serão caracterizadas em termos de produção de biomassa, deposição de parede secundária e composição de lignina. Ademais, os perfis transcriptômicos e metabolômicos serão analisados para obter uma visão holística sobre as alterações provocadas pela manipulação genética. Por fim, ensaios de sacarificação serão realizados para verificar possíveis efeitos na recalcitrância da biomassa. Os dados gerados neste projeto contribuirão para um melhor entendimento do metabolismo fenólico em gramíneas e para validar possíveis estratégias biotecnológicas focadas no aproveitamento da biomassa vegetal.