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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Amino Acid and Carbohydrate Metabolism Are Coordinated to Maintain Energetic Balance during Drought in Sugarcane

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Autor(es):
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Diniz, Augusto Lima [1] ; Rodrigues da Silva, Danielle Izilda [2, 1, 3] ; Lembke, Carolina Gimiliani [1] ; Lamas Costa, Maximiller Dal-Bianco [1, 4] ; ten-Caten, Felipe [1] ; Li, Forrest [5] ; Vilela, Romel Duarte [6] ; Menossi, Marcelo [7] ; Ware, Doreen [5, 8] ; Endres, Lauricio [6] ; Souza, Glaucia Mendes [1]
Número total de Autores: 11
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, Inst Quim, Dept Bioquim, BR-05508000 Sao Paulo - Brazil
[2] Univ Sao Paulo, Escola Super Agr Luiz de Queiroz, BR-13418900 Piracicaba, SP - Brazil
[3] Ohio State Univ, Ctr Appl Plant Sci CAPS, Columbus, OH 43210 - USA
[4] Univ Fed Vicosa, Dept Bioquim & Biol Mol, BR-36570900 Vicosa, MG - Brazil
[5] Cold Spring Harbor Lab, Cold Spring Harbor, NY 11724 - USA
[6] Univ Fed Alagoas, Ctr Ciencias Agr, BR-57100000 Rio Largo, AL - Brazil
[7] Univ Estadual Campinas, Inst Biol, BR-13083862 Campinas, SP - Brazil
[8] USDA ARS, NAA, Robert W Holley Ctr Agr & Hlth, Ithaca, NY 14853 - USA
Número total de Afiliações: 8
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES; v. 21, n. 23 DEC 2020.
Citações Web of Science: 0
Resumo

The ability to expand crop plantations without irrigation is a major goal to increase agriculture sustainability. To achieve this end, we need to understand the mechanisms that govern plant growth responses under drought conditions. In this study, we combined physiological, transcriptomic, and genomic data to provide a comprehensive picture of drought and recovery responses in the leaves and roots of sugarcane. Transcriptomic profiling using oligoarrays and RNA-seq identified 2898 (out of 21,902) and 46,062 (out of 373,869) transcripts as differentially expressed, respectively. Co-expression analysis revealed modules enriched in photosynthesis, small molecule metabolism, alpha-amino acid metabolism, trehalose biosynthesis, serine family amino acid metabolism, and carbohydrate transport. Together, our findings reveal that carbohydrate metabolism is coordinated with the degradation of amino acids to provide carbon skeletons to the tricarboxylic acid cycle. This coordination may help to maintain energetic balance during drought stress adaptation, facilitating recovery after the stress is alleviated. Our results shed light on candidate regulatory elements and pave the way to biotechnology strategies towards the development of drought-tolerant sugarcane plants. (AU)

Processo FAPESP: 13/13659-0 - Identificação de redes de genes e genoma ativo de cana-de-açúcar associados à seca
Beneficiário:Danielle Izilda Rodrigues da Silva
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 15/01764-0 - Análise global das mudanças no transcriptoma da cana-de-açúcar em resposta à seca
Beneficiário:Danielle Izilda Rodrigues da Silva
Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Processo FAPESP: 17/02270-6 - Avaliação do transcriptoma de progênies contrastantes para o acúmulo de biomassa e identificação de redes de regulação
Beneficiário:Augusto Lima Diniz
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 17/02842-0 - Desenvolvimento de ferramentas de bioinformática para a plataforma SUCEST-FUN
Beneficiário:Felipe ten Caten
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
Processo FAPESP: 14/50921-8 - Redes regulatórias e sinalização associadas à cana energia
Beneficiário:Glaucia Mendes Souza
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
Processo FAPESP: 19/15852-9 - Perfil transcricional e redes de co-expressão em cana-de-açúcar
Beneficiário:Augusto Lima Diniz
Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado