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Biossíntese bacteriana de ácido indol acético l-triptofano dependente e influência na modulação do crescimento vegetal

Processo: 17/11026-1
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2017
Vigência (Término): 31 de agosto de 2018
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
Pesquisador responsável:Maria Carolina Quecine Verdi
Beneficiário:Everthon Fernandes Figueredo
Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:14/16804-4 - Aplicação das ômicas no entendimento da interação Puccinia psidii x Eucalyptus grandis, AP.JP
Assunto(s):Microbiologia agrícola   Auxinas   CRISPR-Cas9   Biossíntese   Crescimento vegetal
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:auxinas | Bacillus sp | CRISPR-Cas9 | interação bactéria-planta | Microbiologia Agrícola

Resumo

Entre os mecanismos oriundos da interação bactéria-planta, a biossíntese bacteriana de ácido indol acético (AIA) exerce um papel fundamental na promoção do crescimento vegetal, afetando processos como a divisão e o elongamento celular, tropismo, dominância apical, senescência, florescimento e resposta a estresses. Diferentes vias metabólicas são utilizadas pelas bactérias para a biossíntese do AIA, sendo a via IPyA regulada principalmente pelo gene ipdC e que tem como precursor o aminoácido L-triptofano, a mais comumente descrita. Ainda assim, trabalhos relacionados a biossíntese bacteriana de AIA são incipientes. Nesse contexto, estudos a nível molecular acerca das vias metabólicas da síntese bacteriana do AIA e dos genes envolvidos nesse processo são preponderantes para compreender sua influência na interação bactéria-planta e modulação do crescimento vegetal. A linhagem Bacillus sp. RZ2MS9, isolada da rizosfera do guaranazeiro, vem apresentando satisfatória atividade na promoção de crescimento vegetal. O sequenciamento do seu genoma apontou a presença de uma vasta gama de genes relacionados a promoção e crescimento, com destaque para genes codificadores de auxinas. Assim, o presente projeto visa o estudo da influência e função do gene ipdC na biossíntese do AIA via L-triptofano (L-Trp) dependente pela rizobactéria promotora do crescimento em plantas (RPCP), Bacillus sp. linhagem RZ2MS9, e na modulação do crescimento vegetal. Para tanto, será realizado o nocaute desse gene por meio da técnica de CRISPR-Cas9. As linhagens RZ2MS9 selvagem (wt) e com o gene ipdC nocauteado (”ipdC), serão avaliadas quanto à biossíntese de AIA a partir do L-triptofano pela via metabólica IPyA utilizando cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC-MS). Além disso, bioensaios de promoção do crescimento vegetal e modulação da arquitetura radicular pela rizobactéria nas plantas-modelo, Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom e seu mutante defectivo para receptores de AIA ”dgt, serão realizados para a elucidar e caracterizar fisiologicamente nas plantas o papel do AIA bacteriano. Certamente, esses estudos possibilitam o melhor entendimento do papel da biossíntese bacteriana de AIA L-Trp dependente pela RPCP RZ2MS9 na promoção do crescimento vegetal, visando a obtenção de respostas mais eficientes na sua aplicação biotecnológica como bioinoculante em culturas agrícolas. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BATISTA, BRUNA DURANTE; DOURADO, MANUELLA NOBREGA; FIGUEREDO, EVERTHON FERNANDES; HORTENCIO, RENATA OCKNER; MARQUES, JOAO PAULO RODRIGUES; PIOTTO, FERNANDO ANGELO; BONATELLI, MARIA LETICIA; SETTLES, MATTHEW L.; AZEVEDO, JOAO LUCIO; QUECINE, MARIA CAROLINA. The auxin-producing Bacillus thuringiensis RZ2MS9 promotes the growth and modifies the root architecture of tomato (Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom). Archives of Microbiology, v. 203, n. 7, p. 3869-3882, . (17/11026-1, 15/01188-9)
FIGUEREDO, EVERTHON FERNANDES; DA CRUZ, THIAGO ANGELO; ALMEIDA, JAQUELINE RAQUEL DE; BATISTA, BRUNA DURANTE; MARCON, JOELMA; ANDRADE, PEDRO AVELINO MAIA DE; HAYASHIBARA, CAROLINA ALESSANDRA DE ALMEIDA; ROSA, MAURICIO SANTOS; AZEVEDO, JOAO LUCIO; QUECINE, MARIA CAROLINA. The key role of indole-3-acetic acid biosynthesis by Bacillus thuringiensis RZ2MS9 in promoting maize growth revealed by the ipdC gene knockout mediated by the CRISPR-Cas9 system. MICROBIOLOGICAL RESEARCH, v. 266, p. 10-pg., . (17/11026-1, 16/16868-8)
DOS SANTOS, ISANELI BATISTA; LOPES, MARIANA DA SILVA; BINI, ANDRESSA PERES; PROHMANN TSCHOEKE, BRUNO AUGUSTO; WRUCK VERSSANI, BRUNA APARECIDA; FIGUEREDO, EVERTHON FERNANDES; CATALDI, THAIS REGIANI; RODRIGUES MARQUES, JOAO PAULO; SILVA, LUCIANA DUQUE; LABATE, CARLOS ALBERTO; et al. The Eucalyptus Cuticular Waxes Contribute in Preformed Defense Against Austropuccinia psidii. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 9, . (14/16804-4, 12/25315-1, 17/11026-1)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
FIGUEREDO, Everthon Fernandes. Nocaute do gene ipdC no Bacillus sp. (RZ2MS9) com a técnica de CRISPRCas9 e influência sobre a biossíntese do AIA dependente do L-triptofano. 2018. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC) Piracicaba.

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