Redes biológicas para o metabolismo de citros em diferentes condições de cultivo (reutilização de dados em ômicas e geração de novos conhecimentos)

• Processo: 25/10318-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitossanidade
• Pesquisador responsável: Claudia Barros Monteiro Vitorello
• Beneficiário: Matheus Henrique Pimenta Zanon
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/00985-1 - Centro Avançado de Pesquisa Smart B100 (CCD-SB100), AP.CCD
• Assunto(s): Genética Fitopatógenos Redes biológicas Mineração de dados Microbiota Metabolômica Transcriptoma Metabolismo vegetal Citrus
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: data integration | data mining | Microbiome | transcriptome | Genética de fitopatógenos

Resumo

Este projeto de pós-doutorado está inserido no contexto do projeto de pesquisa aprovado pela FAPESP (CCD-SB100, sMART BOLETIM 100) e tem como foco o aprofundamento do conhecimento sobre os mecanismos moleculares que regulam a resposta de citros a diferentes condições de cultivo. O projeto parte da premissa de que a interação entre o genótipo da planta, o microbioma e as características físico-químicas e biológicas do solo desempenha papel determinante na produtividade agrícola e na resiliência a estresses bióticos e abióticos. Essa abordagem tem sido respaldada por estudos recentes que destacam a importância da integração entre dados moleculares, ambientais e agronômicos para o desenvolvimento de práticas agrícolas mais sustentáveis e eficientes (Lehmann et al., 2020).Diferentemente da cana-de-açúcar, para a qual já existe uma rede biológica funcional construída com base em dados de Arabidopsis thaliana (Rody et al., 2021), ainda não há uma rede semelhante desenvolvida para citros. Assim, o primeiro passo deste plano de trabalho será a construção de uma rede biológica de referência para citros, baseada na integração de dados funcionais e ômicos disponíveis em bancos públicos e literatura especializada. A construção dessa rede é essencial para que os demais objetivos do projeto possam ser atingidos.A partir da construção da rede, a proposta contempla: (1) a identificação e curadoria de experimentos relevantes com base em critérios de qualidade e aderência ao contexto do projeto SB100; (2) a reutilização de dados públicos, como transcriptomas e metagenomas, em experimentos in silico utilizando modelos baseados em teoria de grafos e bancos de dados como KEGG, STRING e BIOGRID; (3) a incorporação de atributos derivados da reconstrução metabólica de microbiomas associados a solos agrícolas; e (4) a realização de análises comparativas de expressão gênica integradas à rede construída, com o objetivo de identificar padrões moleculares associados às condições de cultivo e à saúde da planta.A metodologia incluirá a busca sistemática em repositórios como o BioProjects do NCBI, com foco em experimentos envolvendo citros em diferentes contextos de estresse, manejo e interação com patógenos. A abordagem computacional permitirá a construção de redes funcionais e a identificação de padrões que revelem associações relevantes entre fatores edafoclimáticos, composição do microbioma e a resposta molecular das plantas. Além disso, a análise crítica dos dados disponíveis permitirá identificar lacunas de conhecimento e propor novos experimentos que validem hipóteses geradas pelas análises in silico.Ao final, espera-se estabelecer uma rede biológica de referência para citros que possa ser utilizada para interpretar dados de expressão gênica e microbioma em diferentes condições de cultivo, ampliando a capacidade de análise do Boletim 100 também para esta cultura. A integração de dados de metataxonomia, metabolômica e transcriptômica permitirá gerar novas camadas funcionais, associadas à qualidade do solo e ao desempenho das plantas. A aderência ao escopo do projeto SB100 será assegurada por meio de curadoria criteriosa dos dados e metodologias aplicadas.Este plano de trabalho propõe uma abordagem interdisciplinar, aliando bioinformática, biologia de sistemas e agronomia, com grande potencial para gerar conhecimentos aplicáveis à melhoria do manejo e da produtividade de citros. Os resultados esperados incluem a construção inédita de uma rede biológica para citros, a identificação de padrões moleculares relevantes, e a proposição de novas hipóteses sobre a interação planta-solo-microbioma em diferentes ambientes de cultivo. (AU)