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Resumo

O nitrogênio (N) é exigido em grande quantidade pela cultura da batata e a resposta da batateira à adubação nitrogenada é depende de diversos fatores. A aplicação de doses insuficientes ou demasiadamente elevadas de N pode reduzir a produtividade e a qualidade dos tubérculos produzidos e representar prejuízos aos produtores e riscos ao ambiente, o que torna o manejo do N complicado. O uso conjunto de medidas em tempo real do estado de N na planta (como o índice de vegetação por diferença normalizada, conhecido como NDVI) com os teores de N-nitrato no pecíolo e N total no pecíolo e na folha pode ser valioso na tomada de decisão sobre a necessidade de fornecimento de N, especialmente na fase final do ciclo da cultura da batata, proporcionando maior eficiência no uso do N e evitando perdas do nutriente. Dessa forma, será realizado um experimento de campo durante a safra 2017 (como parte de um projeto maior, em desenvolvimento desde 2015), em Hancock, Wisconsin, EUA, com os objetivos de: a) determinar a dose ideal N para a cultura da batata, cultivar Goldrush; b) avaliar necessidade de N da cultivar Goldrush no final do ciclo; c) avaliar cinco métodos (teor de N-nitrato no pecíolo, teor de N total no pecíolo, teor de N total na folha, acúmulo de N planta inteira e leitura NDVI) de determinação do estado N na cultura da batata; d) avaliar o benefício do uso de colunas de mineralização in-situ para prever a liberação e a lixiviação de N no solo; e) estabelecer critérios para recomendações mais precisas de aplicações complementares de N para a cultura da batata, em situações em que estas serão economicamente mais vantajosas e, f) desenvolver metodologias/tecnologias que possam proporcionar maior eficiência no uso do N e evitar aplicações desnecessárias de fertilizantes na cultura da batata. Os resultados serão avaliados mediante análises de variância e de correlações, para a definição das melhores doses de N e métodos para a estimativa do estado de N na planta. (AU)

Resumo

A batateira (Solanum tuberosum) é a hortaliça mais cultivada e de maior importância econômica do Brasil. A cultura sempre foi alvo de muitas doenças e, nos últimos anos, alguns vírus emergentes, com altas taxas de disseminação, surgiram prejudicando os cultivos. Dentre eles, uma espécie do gênero Crinivirus se destaca, o Tomato chlorosis virus (ToCV). Esse Crinivirus é transmitido eficientemente, de maneira semi-persistente, pelo aleirodídeo Bemisia tabaci biótipo B (mosca branca), um inseto polífago e amplamente disseminado por todo país. As variedades de batata cultivadas são suscetíveis ao vírus, porém estudos recentes indicaram diferenças significativas na concentração do vírus entre alguns genótipos estudados. A menor concentração de vírus nos tecidos da planta pode ter efeito na epidemiologia da doença no campo, uma vez que pode afetar o processo de aquisição do vírus por B. tabaci e consequentemente a posterior transmissão para plantas sadias. Diante disso, esse trabalho tem como objetivos: a) avaliar a eficiência de plantas de batata das variedades Camila e Ágata como fontes de inóculo do ToCV para B. tabaci biótipo B e posterior transmissão para tomateiros e b) quantificar o ToCV nas variedades de batateira fontes de inóculo e em B tabaci biótipo B após a aquisição do vírus. Espera-se que esses resultados permitam identificar características em genótipos de batateira que possam ser úteis para a elaboração de medidas de manejo adequadas da doença. (AU)

Resumo

A batata é uma cultura de grande importância econômica em muitos países e sua produtividade vem aumentando gradativamente, porém a produção ainda é considerada baixa devido a doenças como a sarna da batata, causada por diferentes espécies de Streptomyces. O mecanismo de patogenicidade da maioria dessas espécies deste gênero envolve diferentes fatores, tais como as proteínas Nec1 e tomatinase, que auxiliam na evasão da defesa do hospedeiro e a fitotoxina Taxtomina-A, responsável pela penetração, colonização e desenvolvimento das lesões. O objetivo deste estudo será caracterizar a fitotoxina taxtomina-A produzida por diferentes linhagens de Streptomyces e verificar se há correlação entre sua produção e severidade da doença. Além disso, o projeto também irá avaliar a resistência de variedades comerciais à sarna da batata por meio de testes in vitro. Dez linhagens de Streptomyces spp. cedidas pela Coleção de Culturas de Fitobactérias do Instituto Biológico (IBSBF), Campinas, SP, e consideradas altamente, medianamente e pouco virulentas foram selecionadas para a realização dos testes de produção e extração de taxtomina-A. A fitotoxina será analisada por Cromatografia de Camada Delgada e a concentração desta será determinada por Cromatografia Líquida de Alta Performance. Nos testes de patogenicidade, a suscetibilidade das cultivares de batata será investigada contra dez linhagens de Streptomyces, em experimentos de testes de patogenicidade in vitro usando fatias de tubérculos de batata, cedidos pela Associação Brasileira da Batata (ABBA). Deste modo, espera-se ser possível correlacionar a quantidade de taxtomina-A produzida com a virulência das linhagens. Espera-se também selecionar cultivares menos suscetíveis à essa importante doença em batata. (AU)

Impacto do DNA repetitivo na evolução genômica do clado Cyphomandra (Solanaceae)

Processo:16/17096-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de abril de 2017 - 31 de março de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Taxonomia Vegetal
Pesquisador responsável:Eliana Regina Forni Martins
Beneficiário:
Instituição-sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas, SP, Brasil
Pesq. associados:

Amanda Teixeira Mesquita ; Raquel Moura Machado

Assunto(s):Solanum
Resumo

A família Solanaceae compreende um grupo de espécies com distribuição cosmopolita, mas com grande diversidade nas regiões neotropicais. Com aproximadamente 2500 espécies catalogadas e cerca de 100 gêneros, inclui o gênero Solanum, considerado um dos maiores entre as angiospermas, por reunir em torno de 1500 espécies. Diante desse grande número de representantes, sua diversidade morfológica e ampla distribuição, muitos trabalhos filogenéticos vêm sendo realizados afim de se compreender melhor as relações evolutivas entre seus representantes. Com isso, algumas alterações têm sido realizadas a partir do estudo filogenético do gênero, como a inclusão das espécies de Cyphomandra, gênero anteriormente distinto, em Solanum. As espécies do clado Cyphomandra são caracterizadas por possuírem cromossomos grandes e altos valores de conteúdo de DNA (características consideradas sinapomorfias para o grupo), contrastando com todas as outras espécies de Solanum já estudadas citogeneticamente. Essas diferenças no tamanho do genoma são bem documentados para as angiospermas em geral, bem como para a família Solanaceae. Muitos estudos têm mostrado que essa diversidade no conteúdo de DNA pode estar associada a dois principais fatores, eventos de poliploidia e acúmulo de sequências repetitivas no genoma. Trabalhos realizados em Solanaceae mostram uma uniformidade em alguns caracteres cariotípicos, como número e morfologia dos cromossomos, mas grandes variações quando se trata das frações repetitivas do DNA. O sequenciamento de larga escala (NGS) pode ajudar a identificar tais sequências e, combinado com ferramentas bioinformáticas, possibilita a análise detalhada dessas regiões do DNA. Diante do exposto, esse trabalho tem como objetivo geral compreender a evolução genômica do clado Cyphomandra de Solanum, bem como do seu possível grupo irmão, mediante o sequenciamento de nova geração e determinação do tamanho de genoma. Para isso, será realizado o estudo do DNA repetitivo em espécies do clado Cyphomandra e em algumas espécies de Solanum para entender quais sequências estão contribuindo para o incremento do tamanho do genoma das espécies, e quais as consequências desse incremento na distribuição nos cromossomos e evolução das mesmas. (AU)

Resumo

O aumento na qualidade nutricional de alimentos tem se tornado um importante objetivo em programas modernos de melhoramento genético de plantas e, nesse contexto, o tomateiro vem ganhando destaque crescente como espécie modelo para estudos relacionados à biossíntese e acúmulo de compostos com valor nutracêutico em frutos carnosos. Evidências recentes demonstram que os teores de carotenoides e flavonoides em tomates podem ser simultaneamente aumentados por meio de alterações na percepção ou transdução do sinal luminoso e sua possível interação com hormônios vegetais, induzindo mudanças na biossíntese e capacidade de estocagem desses compostos, as quais se encontram associadas a alterações na abundância e tamanho dos plastídios (cloroplastos e cromoplastos). Assim sendo, o presente projeto tem por objetivo analisar o efeito da manipulação de genes que codificam fitocromos (PHYs) sobre a biogênese de plastídios, o acúmulo de compostos nutracêuticos (carotenoides e flavonoides) e a sinalização hormonal (auxinas, citocininas e etileno) em tomateiro. Duas abordagens serão utilizadas no presente trabalho: (i) Avaliaremos a ação dos fitocromos sobre os níveis de mRNA de fatores de transcrição da via de auxinas durante o desestiolamento de plântulas de tomateiro selvagem ou mutantes para PHYA, PHYB1, PHBY2 e suas respectivas combinações; (ii) Numa segunda etapa, iremos gerar plantas transgênicas, nas quais os genes que codificam tipos específicos de PHYs (PHYA, PHYB1 e PHYB2) em tomateiro serão sobre-expressos especificamente nos tecidos do fruto, e desse modo, será possível caracterizar os impactos da manipulação desses tipos particulares de PHYs nos frutos sem afetar os demais tecidos da planta. Frutos imaturos, em amadurecimento, e maduros dessas linhagens serão caracterizados quanto aos teores totais de clorofilas, carotenoides e flavonoides, atividade antioxidante e perfis de carotenoides e flavonoides, bem como quanto ao número e tamanho dos plastídios para posterior comparação com a ultra-estrutura dessas organelas com o intuito de verificar a influência da sobre-expressão de fitocromos sobre a biogênese, diferenciação e organização interna dos plastídios. Os teores de auxinas livres e conjugadas e componentes intermediários da rota biossintética de etileno serão quantificados, bem como a abundância de transcritos de genes que codificam fatores responsivos a auxinas e ao etileno, provendo informações sobre a relação da sobre-expressão de fitocromos com o metabolismo e atividade destes fitormônios. Por fim, as flutuações na expressão de genes relacionados à transdução do sinal luminoso (proteínas regulatórias) e enzimas da rota biossintética de carotenoides e flavonoides serão acompanhadas durante todo o período de frutificação com o intuito de se compreender as interações entre esses diferentes fatores. Temos como principal hipótese que tanto a manipulação nas condições luminosas em que os frutos amadurecem quanto a manipulação nos níveis endógenos de fitocromos acarretarão alterações pronunciadas nas cascatas de sinalização das auxinas, citocininas e etileno, os quais, por sua vez, desencadearão mudanças significativas no desenvolvimento plastidial e perfil nutricional dos frutos de tomateiro. Os objetivos propostos neste projeto possuem não apenas o potencial de ampliar e aprofundar o conhecimento acerca da influência da luz sobre a biogênese e diferenciação de plastídios e metabolismo de fitonutrientes em frutos carnosos, mas também o de promover uma melhor compreensão acerca da rede de interações entre fitocromos, fitormônios (especialmente auxinas) e proteínas regulatórias que atuam nas vias de transdução de sinal iniciadas pela luz, possibilitando desenvolver novas técnicas a serem empregadas para o desenvolvimento de linhagens de plantas com frutos de maior valor nutritivo. (AU)

Resumo

As leishmanioses são doenças causadas por protozoários parasitos do gênero Leishmania. Há diferentes espécies de parasitos causadores de doenças em humanos, gerando formas clínicas diversas, e espantosamente a terapia é baseada em dois principais fármacos, que induzem efeitos colaterais graves nos pacientes. Portanto, a busca por novos candidatos a terapia é necessária e urgente. Assim, o objetivo do presente projeto é caracterizar a ação leishmanicida (in vitro e in vivo) de compostos puros de origem sintética e natural. Para isso, os fármacos Butenafina, Naftifina, Fenticonazol e Rosuvastatina serão obtidos comercialmente. Os produtos naturais purificados serão obtidos utilizando procedimentos de bioprospecção a partir do extrato bruto das folhas das seguintes espécies vegetais: Euphorbia tirucalli, Gochnatia polymorpha, Alchornea glandulosa, Ruta graveolens e Solanum americanum. Compostos puros que apresentarem baixa atividade citotóxica e atividade antileishmania similar ou superior ao dos fármacos anfotericina B e/ou miltefosina serão avaliados em relação ao seu mecanismo de ação, e também serão selecionados para os estudos in vivo, os quais serão conduzidos em modelos animais de leishmaniose tegumentar e visceral. Nestes animais uma série de estudos parasitológicos, patológicos e imunológicos serão conduzidos. Em estudos anteriores verificamos que o composto natural ácido ursólico foi efetivo nas leishmanioses visceral e tegumentar, por esta razão, este composto será nanoencapsulado na tentativa de aumentar seu efeito terapêutico em modelo animal. Em suma, este trabalho objetiva caracterizar novos protótipos sintéticos e naturais com ação leishmanicida in vitro e in vivo, visando aumentar o atual arsenal terapêutico das leishmanioses. (AU)

Resumo

A domesticação de espécies vegetais para a produção de alimentos foi um dos avanços tecnológicos mais importantes atingidos pelos humanos. Sendo a domesticação considerada por muito tempo como um exemplo de divergência fenotípica em resposta à seleção. Estudos, que examinaram as bases genéticas da domesticação associada a fenótipos em diferentes espécies cultivadas, concluiram que a rápida divergência fenotípica durante a domesticação pode ser atribuída muito poucos aos loci genéticos. Apesar destas características genômicas serem aparentemente simples, a variação genética das características quantitativas é notoriamente difícil de ser dissecada, devido à segregação de numerosos genes, ou aos locos de caracteres quantitativos (QTL), em que cada QTL explica uma parcela da variação total, e cuja expressão pode ser modificada pela interacções com outros genes (epistasia) e com o meio ambiente. Assim, a identificação e utilização de características vantajosas é um desafio para a agricultura moderna. As espécies selvagens relacionadas ao tomateiro cultivado Solanum lycopersicum compreendem uma diversidade de recursos genéticos valiosa, que tem sido usada para melhorar várias características agronômicas, incluindo resistência a estresses e aumento na qualidade de frutos. No entanto, o sucesso da introgressão de características de interesse agronômico a partir de espécies selvagens nem sempre é simples de ser alcançado. Isso se deve principalmente ao fato da herança ser poligênica e complexa em relação das características derivadas das espécies selvagens .Para aumentar a taxa de progresso na área melhoramento de plantas com base nos recursos de espécies selvagens, pretendemos desenvolver "domesticação de novo" para aproveitarmos as características desejáveis de parentes selvagens através da introgressão de conjunto de genes na direção oposta da domesticação, ou seja, utilizarmos um parente selvagem como o parental recorrente. Para esta abordagem, serão os genes da domesticação introduzidos através de retrocruzamentos e seleção assistida por marcadores no background genético Solanum galapagense (LA1401), uma espécie silvestre endêmica das Ilhas Galápagos, que possui alta tolerância a salinidade, resistente a insetos e alto Brix. Para este fim, vamos aumentar a massa e o tamanho dos frutos S. galapagense, de modo a transformar-los em tomates cereja comerciais introgredindo alelos favoráveis de dois genes de domesticação que alteram a forma do fruto e tamanho (FACIATED e FRUIT-WEIGHT2.2). Além disso, alelos de perda de função como o LICOPENE BETA CICLASE (Cyc-B), conhecido como crimson/old gold, juntamente com COMPOUND INFLORESCENCE que irão aumentar o acúmulo de licopeno e o número de frutos por inflorescência respectivamente, criando um produto comercial de alto valor agregado. Portanto, a " domesticação de novo " da espécie selvagen S. galapagense LA1401 em uma variedade de cultivar de alta produtividade e tolerante à salinidade irá fornecer uma alternativa para a manipulação gênica no melhoramento genético desta espécie por aumentar tolerância à salinidade. (AU)

Resumo

O desenvolvimento do fruto carnoso é um importante fator agronômico, e o entendimento dos fatores que controlam esse processo é a base para o avanço de ferramentas biotecnológicas com aplicações em várias culturas. Membros de várias famílias gênicas envolvidas na formação do fruto, desde o processo inicial de desenvolvimento dos carpelos até as etapas finais do amadurecimento, são alvos de regulação por pequenos RNAs não codantes, caracterizando redes regulatórias em que esses RNAs exercem papel central. Um exemplo é a família de fatores de transcrição do tipo SQUAMOSA promoter binding protein-like (SPL/SBP), na qual alguns membros são regulados pós-transcricionalmente pelo microRNA156 (miR156). A superexpressão do miR156 em plantas de tomateiro (Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom) levou à desregulação de genes relacionados ao estabelecimento de limites entre órgãos e manutenção de meristemas, como GOBLET (GOB, gene-alvo do miR164) e Tomato Knotted2 (TKN2). Homólogos de TKN2 e GOB interagem diretamente entre eles na regulação do desenvolvimento foliar em Arabidopsis thaliana. Além disso, foi demonstrado que o fator de transcrição SPL9 de arabidopsis, homólogo de SlySBP15 de tomateiro, controla uma rede pós-traducional de regulação da complexidade foliar, que também envolve genes cujos homólogos em tomateiro (LANCEOLATE e GOBLET) estão relacionados ao controle do desenvolvimento do ovário. Este trabalho possui o objetivo principal de elucidar os mecanismos transcricionais e pós-traducionais pelo quais a via miR156/SBP regula o desenvolvimento inicial do ovário em tomateiro (AU)

Resumo

A senescência é um processo complexo que leva à morte celular programada, e compreende eventos como a degradação de cloroplastos e outras estruturas, visando a realocação de nutrientes para partes em desenvolvimento da planta. Uma vez que o início da senescência se dá no momento em que a folha apresenta elevada atividade fotossintética, sua manipulação torna-se uma estratégia para o aumento da produtividade, no entanto, até o momento, essa abordagem foi apenas explorada em espécies de gramíneas. Um regulador chave para o desencadeamento da senescência foliar é o fator de transcrição ORESARA1 (ORE1). Esta proteína foi identificada em Arabidopsis thaliana e sua ausência leva a um atraso na iniciação deste processo. Neste contexto, torna-se de interesse explorar os efeitos da manipulação da senescência sobre o desenvolvimento e metabolismo de frutos carnosos tendo como modelo o tomateiro Solanum lycopersicum através de alterações na expressão do ortólogo de AtORE1. Para este fim, linhagens transgênicas silenciando um putativo ortólogo nomeado SlORE1S02 foram geradas. Este projeto tem como objetivo realizar uma extensa caracterização fenotípica destas linhagens ao longo do crescimento vegetativo e do desenvolvimento e amadurecimento dos frutos, abordando aspectos do metabolismo de carbono, da qualidade nutricional (tocoferóis e carotenoides), da produtividade (índice de colheita) e da qualidade industrial (sólidos solúveis). Os resultados obtidos possibilitarão aumentar o conhecimento acerca da regulação da senescência foliar em tomateiro e de como sua manipulação pode afetar o desenvolvimento de frutos e sua produtividade. (AU)

Resumo

A vassoura-de-bruxa consiste em uma das principais doenças que acometem o cacaueiro (Theobroma cacao), sendo causada pelo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa e caracterizada pelos sintomas de inchamento e indução de brotações laterais nos ramos infectados. A espécie Solanum lycopersicum, também hospedeiro do fungo M. perniciosa, apresenta uma cultivar miniatura 'Micro-Tom' ('MT'), a qual demonstrou ser um modelo genético adequado para o estudo da interação com esse patógeno, com sintomas característicos da doença. Sabe-se que o desenvolvimento dos sintomas da vassoura-de-bruxa estão relacionados à sinalização por hormônios vegetais, uma vez que o patógeno causa um desbalanço hormonal na região meristemática do hospedeiro. O modelo genético 'MT', por dispor de diversos mutantes e linhas transgênicas com alterações hormonais, representa um importante recurso para investigação do papel dos hormônios na patogênese. Também, as alterações fisiológicas típicas dos sintomas em cacaueiro podem ser melhor investigadas no sistema 'MT'. Desse modo, no presente projeto, plantas de 'MT', mutantes e transgênico com alterações na via biossintética/percepção dos hormônios auxina e citocinina serão inoculados com M. perniciosa para análise massal dos transcritos por meio do sequenciamento do RNA (RNA-seq) ao longo do tempo. Os resultados serão comparados a dados disponíveis do transcriptoma da interação M. perniciosa x T. cacao, conduzida no mesmo grupo. (AU)

Resumo

Pelo seu alto consumo e perfil bioquímico, o fruto de tomate é um importante componente da dieta humanafornecendo quantidades significativas de compostos com atividade antioxidante, como carotenoides e tocoferóis.A biossíntese desses compostos nutracêuticos ocorre nos plastídios, de forma que o número e atividadeplastidial incidem diretamente na qualidade nutricional dos frutos. A diferenciação e atividade plastidial estãoestritamente controladas pela luz por meio de uma complexa cascata de sinalização da qual fazem parte osfitocromos, como receptores, e os fatores de interação com os fitocromos, como reguladores negativos dasrespostas controladas por esses fotorreceptores. A cascata culmina na ativação de fatores de transcrição comoos genes GLKs (GOLDEN LIKE) que induzem o desenvolvimento plastidial e a expressão de transcritos nuclearesnecessários à fotossíntese. Adicionalmente, fitormônios e outros sinalizadores, incluindo espécies reativas deoxigênio ou nitrogênio, também influenciam a diferenciação de cloroplastos. Dentre esses, merece destaque oóxido nítrico (NO), responsável por ajustes no balanço hormonal em resposta a sinais luminosos percebidos viafitocromos. Neste contexto, o presente projeto propõe, por meio da aplicação de estratégias de genômicafuncional e bioquímica, aprofundar o entendimento acerca do papel da luz, dos fitohormônios e do NO naregulação da diferenciação e atividade plastidial com o intuito de identificar genes e mecanismos que controlemo metabolismo de compostos nutracêuticos em tomateiro. (AU)

Resumo

RNAs não codantes pequenos ou sRNAs (19-25 nt) regulam tanto transcricionalmente como pós-transcricionalmente a expressão de genes endógenos, modelando o transcriptoma e a produção de proteínas. Dentre os sRNAs, microRNAs (miRNAs) desempenham papel ímpar em diversos aspectos do desenvolvimento vegetal. MiRNAs são produzidos a partir de precursores longos (pri-miRNAs), os quais são posteriormente processados por enzimas específicas, gerando o miRNA maduro (20-22 nt). Em plantas, o miRNA maduro preferencialmente "guia" a clivagem e/ou bloqueia a tradução do mRNA de genes-alvo. Recentemente, nosso grupo de pesquisa descreveu o papel da via genética regulada pelo miR156 (miR156/SPL) no desenvolvimento inicial de frutos de tomateiro (Solanum lycopersicum; Ferreira e Silva et al., 2014) e o perfil evolutivo deste miRNA (Morea et al., 2016). Posteriormente, por meio do uso de mutantes e de plantas transgênicas, nosso grupo de pesquisa identificou vias reguladas por dois microRNAs evolutivamente relacionados, miR319 e miR159, as quais parecem estar associadas com o desenvolvimento de carpelos e formação de frutos sem sementes em tomateiro. Entretanto, análises fenotípicas e moleculares detalhadas são necessárias para entender o papel das vias genéticas e hormonais associadas aos miR319 e miR159 e também o papel destes miRNAs no desenvolvimento de frutos, este último não descrito na literatura até o momento. Portanto, o presente projeto propõe caracterizar funcionalmente - utilizando mutantes disponíveis e plantas transgênicas, bem como ferramentas moleculares - as vias genéticas e hormonais que interagem e são reguladas pelo miR319 e miR159 durante o desenvolvimento reprodutivo de tomateiro. A caracterização destas vias poderá contribuir não somente para o melhor entendimento dos mecanismos associados ao desenvolvimento, mas também ter potenciais aplicações no melhoramento de tomateiro e possivelmente de outras espécies da família Solanaceae. (AU)

Resumo

A transição do estado estiolado para o estado desestiolado envolve a conversão de etioplastos em cloroplastos maduros através de um processo multifacetado e dirigido por luz, o qual compreende diversas redes de sinalização. No presente trabalho demonstramos que a síntese de clorofilas e a diferenciação plastidial em plântulas de tomateiro (Solanum lycopersicum) são mediados por um intricado crosstalk entre fitocromos, óxido nítrico (NO), etileno e auxinas. Evidências genéticas e farmacológicas indicaram que o NO promove o desestiolamento, reprimindo a síntese de etileno e induzido o acúmulo de auxinas nos cotilédones de plântulas de tomateiro. Análises realizadas em mutantes hormonais de tomateiro demonstraram que a própria produção de NO encontra-se negativamente e positivamente reguladas pelo etileno e pelas auxinas, respectivamente. Sendo numa das principais fontes biossintéticas de NO nos cotilédones de tomateiro, a nitrato redutase mostrou-se sob estrito controle dos fitocromos e de sinais hormonais. Uma íntima relação NO-fitocromos foi revelada por meio da reversão quase que completa do fenótipo estiolado tipicamente observado no mutante deficiente para fitocromos aurea em resposta à fumigação com NO. Neste mutante, a fumigação com NO desencadeou o acúmulo de clorofilas, a diferenciação dos cloroplastos, e alterações na expressão de genes hormonais semelhantes àquelas detectadas em plântulas de tipo selvagem expostas à luz. O NO impactou negativamente o acúmulo de transcritos de genes que codificam fitocromos, fatores repressores da fotomorfogênese e proteínas responsáveis pelo controle da divisão plastidial, indicando que este radical livre pode mimetizar as alterações transcricionais normalmente desencadeadas pela percepção de luz dependente de fitocromos. Assim sendo, nossos dados indicam que durante a conversão de plântulas estioladas em plântulas verdes e fotossinteticamente competentes, loops de feedback regulatórios negativos e positivos orquestram as interações entre etileno-NO e auxina-NO, respectivamente. (AU)

Resumo

Na cultura da batata o crescimento foliar excessivo nos estágios tardios do ciclo pode afetar negativamente a produtividade de tubérculos. Nessas condições, o uso de retardantes ou reguladores do crescimento vegetal pode ser uma alternativa para melhorar a produtividade da cultura, por reduzir o porte das plantas e aumentar a alocação de matéria seca (MS) para os tubérculos em crescimento. Assim, objetiva-se com este trabalho avaliar o efeito dos reguladores de crescimento vegetal cloreto de mepiquat, cloreto de chlormequat, placobutrazol e proexadiona cálcica no acúmulo de MS, produtividade e qualidade dos tubérculos da cultivar de batata Ágata. O experimento será instalado no delineamento experimental de blocos ao acaso no esquema fatorial 4x5+1, com quatro repetições. Os tratamentos serão representados por quatro reguladores vegetais (cloreto de mepiquat, cloreto de chlormequat, paclobutrazol e proexadiona cálcica), aplicados nas doses de 25, 50, 100, 200 e 400 g ha-1 do i.a., além do tratamento controle (sem aplicação de regulador vegetal). As parcelas experimentais serão compostas por cinco fileiras de plantas de cinco metros de comprimento. Serão avaliadas as seguintes variáveis na fase de enchimento dos tubérculos (70 DAP): a) número de hastes por planta e comprimento da maior haste; b) número de folhas por planta; e c) área foliar e índice de área foliar. Antes da dessecação da cultura será determinado o acúmulo de MS na parte aérea, tubérculos e na planta inteira. Na colheita final serão avaliados: a) número de tubérculos por planta, incidência de tubérculos deformados e peso médio dos tubérculos; b) produtividade e classificação dos tubérculos produzidos; c) índice de formato dos tubérculos; d) porcentagem de MS dos tubérculos; e e) firmeza da polpa dos tubérculos. Os dados obtidos serão submetidos à ANOVA. As médias referentes aos reguladores de crescimento serão comparadas pelo teste t (DMS) (Pd0,05), enquanto os efeitos das doses dos reguladores serão avaliados por análise de regressão (Pd0,05). (AU)

Controle luminoso e hormonal da qualidade nutricional em Solanum lycopersicum

Processo:16/01128-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de agosto de 2016 - 31 de julho de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica
Pesquisador responsável:Maria Magdalena Rossi
Beneficiário:
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Pesq. associados:

Christophe Rothan ; Eduardo Purgatto ; Fernando Carrari ; Francisco J CORPAS ; Lázaro Eustaquio Pereira Peres ; Luciano Freschi ; Manuel Rodriguez Concepcion

Assunto(s):CarotenoidesTocoferóis
Resumo

Pelo seu alto consumo e perfil bioquímico, o fruto de tomate é um importante componente da dieta humana fornecendo quantidades significativas de compostos com atividade antioxidante, como carotenoides e tocoferóis. A biossíntese desses compostos nutracêuticos ocorre nos plastídios, de forma que o número e atividade plastidial incidem diretamente na qualidade nutricional dos frutos. A diferenciação e atividade plastidial estão estritamente controladas pela luz por meio de uma complexa cascata de sinalização da qual fazem parte os fitocromos, como receptores, e os fatores de interação com os fitocromos, como reguladores negativos das respostas controladas por esses fotorreceptores. A cascata culmina na ativação de fatores de transcrição como os genes GLKs (GOLDEN LIKE) que induzem o desenvolvimento plastidial e a expressão de transcritos nucleares necessários à fotossíntese. Adicionalmente, fitormônios e outros sinalizadores, incluindo espécies reativas de oxigênio ou nitrogênio, também influenciam a diferenciação de cloroplastos. Dentre esses, merece destaque o óxido nítrico (NO), responsável por ajustes no balanço hormonal em resposta a sinais luminosos percebidos via fitocromos. Neste contexto, o presente projeto propõe, por meio da aplicação de estratégias de genômica funcional e bioquímica, aprofundar o entendimento acerca do papel da luz, dos fitohormônios e do NO na regulação da diferenciação e atividade plastidial com o intuito de identificar genes e mecanismos que controlem o metabolismo de compostos nutracêuticos em tomateiro. (AU)

Resumo

O conhecimento sobre a resposta das principais cultivares de batata ao fósforo (P) é essencial para o manejo racional da adubação e para maximizar a produtividade, principalmente em solos tropicais que normalmente tem baixa disponibilidade de P. Um experimento foi conduzido para avaliar o efeito de doses de P (0, 125, 250, 500 e 1000 kg de P2O5 ha-1) sobre as concentrações foliares de nutrientes, produção de tubérculos e distribuição de tamanho, assim como a eficiência de uso do P aplicado (EUPA) nas cultivares de batata Agata e Mondial. Os resultados indicaram que não é necessário avaliar o estado nutricional de P e ajustar recomendações de adubação fosfatada baseado em cada uma das cultivares porque P adubação fosfatada resultou em aumentos semelhantes na concentração de P nas folhas de ambas as cultivares e as cultivares responderam a mesma dose de P (500 kg de P2O5 ha-1). No entanto, a cultivar Mondial apresentou uma maior EUPA e foi mais responsiva do que Agata à mesma dose de P. A concentração foliar P de 2,9 g kg-1 foi superior para 2,5 g kg-1, como o limite inferior da faixa de suficiência P para as cultivares Agata e Mondial. (AU)

Resumo

As sementes comportam-se de diferentes maneiras em relação à dessecação, sendo classificadas como ortodoxas, recalcitrantes e intermediárias. As sementes ortodoxas toleram a dessecação e o armazenamento em baixas temperaturas, diferente das sementes recalcitrantes, que apresentam sensibilidade. Há um grupo de sementes que não se encaixam nesta classificação, chamado de intermediário. As sementes ortodoxas possuem tolerância à dessecação (TD) ao final da maturação e durante a embebição, e comportam-se como recalcitrantes após a protrusão radicular. Estudos têm sido feitos com a utilização de polietileno glicol (PEG) e ABA para o restabelecimento da TD em sementes germinadas, visando o estímulo da expressão de genes e mecanismos envolvidos, permitindo a sua identificação. Este estudo fornecerá conhecimentos dos processos envolvidos na TD em sementes, possibilitando gerar informações para o aprimoramento de programas de melhoramento genético de espécies vegetais e auxiliar na conservação de sementes sensíveis à dessecação. Objetiva-se neste projeto reestabelecer tolerância à dessecação em sementes germinadas e identificar genes e mecanismos relacionados à TD. O projeto será realizado na FCA / UNESP-Botucatu. Serão feitas avaliações da perda e restabelecimento da TD em sementes de Solanum lycocarpum visando identificar genes relacionados, por meio de sequenciamento de RNA (RNAseq) seguida da validação do mesmo pela técnica de PCR em tempo real. Os dados serão avaliados estatisticamente através de teste de normalidade, análise de variância e teste de média ou análise de regressão. (AU)

Resumo

Esse projeto objetiva fornecer (i) novas linhagens de tomateiro com maior tolerância à salinidade para programas de melhoramento, (ii) conhecimento fundamental sobre uma via de tolerância a salinidade muito pouco conhecida e altamente relevante nas condições de campo, (iii) genes marcadores para programas de melhoramento da manutenção da produtividade sob condições de estresse. (AU)

Resumo

RNAs não codantes pequenos ou sRNAs (19-25 nt) regulam tanto transcricionalmente como pós-transcricionalmente a expressão de genes endógenos, modelando o transcriptoma e a produção de proteínas. Dentre os sRNAs, microRNAs (miRNAs) desempenham papel ímpar em diversos aspectos do desenvolvimento vegetal. MiRNAs são produzidos a partir de precursores longos (pri-miRNAs), os quais são posteriormente processados por enzimas específicas, gerando o miRNA maduro (20-22 nt). Em plantas, o miRNA maduro preferencialmente "guia" a clivagem e/ou bloqueia a tradução do mRNA de genes-alvo. Recentemente, nosso grupo de pesquisa descreveu o papel da via genética regulada pelo miR156 (miR156/SPL) no desenvolvimento inicial de frutos de tomateiro (Solanum lycopersicum; Ferreira e Silva et al., 2014) e o perfil evolutivo deste miRNA (Morea et al., 2016). Posteriormente, por meio do uso de mutantes e de plantas transgênicas, nosso grupo de pesquisa identificou vias reguladas por dois microRNAs evolutivamente relacionados, miR319 e miR159, as quais parecem estar associadas com o desenvolvimento de carpelos e formação de frutos sem sementes em tomateiro. Entretanto, análises fenotípicas e moleculares detalhadas são necessárias para entender o papel das vias genéticas e hormonais associadas aos miR319 e miR159 e também o papel destes miRNAs no desenvolvimento de frutos, este último não descrito na literatura até o momento. Portanto, o presente projeto propõe caracterizar funcionalmente - utilizando mutantes disponíveis e plantas transgênicas, bem como ferramentas moleculares - as vias genéticas e hormonais que interagem e são reguladas pelo miR319 e miR159 durante o desenvolvimento reprodutivo de tomateiro. A caracterização destas vias poderá contribuir não somente para o melhor entendimento dos mecanismos associados ao desenvolvimento, mas também ter potenciais aplicações no melhoramento de tomateiro e possivelmente de outras espécies da família Solanaceae. (AU)

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