Caracterização funcional de genes codificadores para transportadores de amônio em cana-de-açúcar (Saccharum spp.)

Resumo

A produtividade agrícola é substancialmente dependente da fertilização nitrogenada, e a demanda crescente por alimentos e biocombustíveis tem levado ao aumento indiscriminado do uso de fertilizantes nitrogenados na agricultura moderna, causando um impacto negativo no ambiente. Com isso, aumentar a eficiência do uso de nitrogênio (NUE) em plantas cultivadas é essencial para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável. O NUE em plantas consiste num processo complexo regulado pela eficiência de absorção, definido como a capacidade de adquirir nitrogênio (N) inorgânico do solo, e pela eficiência de sua utilização, que inclui a translocação, assimilação e remobilização de N. Apesar da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) ser considerada uma das principais fontes de produção de biocombustíveis, o uso ineficiente de fertilizantes a base de N pelas atuais cultivares comerciais, em comparação com outras culturas de grãos, argumenta contra a sua sustentabilidade. Amônio é a forma inorgânica de N predominante na maioria dos solos e preferencialmente absorvida pelas raízes de cana-de-açúcar em condições de suficiência de N no solo. A aquisição e transporte de amônio é mediada pela família gênica AMMONIUM TRANSPORTERS (AMTS), que são proteínas transmembrana com funções essenciais na absorção e transporte dessa fonte inorgânica de N em plantas. Embora o conhecimento gerado com a investigação dos componentes que controlam a sinalização de N no metabolismo, fisiologia e durante crescimento em plantas modelo, a base molecular do sistema de transporte de amônio permanece por ser elucidada na maioria das espécies cultivadas. O objetivo do presente projeto é realizar a caracterização molecular e funcional de transportadores de amônio em cana-de-açúcar. Para melhor compreensão de genes da família AMTs no genoma de cana-de-açúcar, em estudos prévios do nosso laboratório, foram identificados e selecionados clones de bacterial artificial chromosomes (BACs) contendo sequências dos genes da subfamília AMT1 e AMT2 com homologia a de outras gramíneas. Com base nesses resultados, esse projeto tem como objetivos a caracterização funcional e molecular de quatro genes AMTs de cana-de-açúcar através de abordagens de genética reversa em mutantes de levedura e Arabidopsis thaliana defectivos no transporte de amônio. Os resultados permitirão revelar a função e características moleculares destes genes no controle da homeostase de amônio em cana-de-açúcar. (AU)