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O papel das proteínas B-BOX no desenvolvimento e amadurecimento de frutos de tomateiro

Processo: 19/20711-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2021
Vigência (Término): 30 de novembro de 2023
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
Pesquisador responsável:Maria Magdalena Rossi
Beneficiário:Lumi Shiose
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/01128-9 - Controle luminoso e hormonal da qualidade nutricional em Solanum lycopersicum, AP.TEM
Assunto(s):Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas   Solanum lycopersicum

Resumo

O tomate (Solanum lycopersicum L.) é uma importante fonte de compostos nutracêuticos para a dieta humana, principalmente sintetizada nos plastídeos (por exemplo, carotenóides e tocoferóis). Durante o amadurecimento, os frutos sofrem notáveis alterações fisiológicas e bioquímicas associadas à conversão de cloroplasto em cromoplasto. Assim, a quantidade e a atividade dos cloroplastos de frutas, além de envolvidos na fixação do carbono e, consequentemente, no rendimento; é determinante para a qualidade nutricional do fruto consumido. O principal papel da luz na biogênese e na atividade plastídica e, inclusive, no amadurecimento foi extensivamente abordado; no entanto, novos elementos moleculares estão sendo constantemente identificados. Os fitocromos localizados no fruto (SlPHYs) regulam a biogênese e a maturação dos plastídeos, modulam o metabolismo do açúcar nos frutos em desenvolvimento inicial e controlam a biossíntese de carotenóides durante o amadurecimento. Além disso, o SlPHYB2 regula negativamente o acúmulo de clorofila, controlando a expressão do fator de transcrição principal do desenvolvimento e manutenção de cloroplastos de frutos, SlGLK2. Recentemente, nosso grupo começou a estudar genes codificadores de proteínas BBX em tomateiro, até agora estudados exclusivamente em Arabidopsis thaliana, muitos dos quais estão envolvidos na sinalização luminosa. Estes são particularmente interessantes para explorar em tomateiro devido ao seu efeito putativo na biogênese e função plastídica e, conseqüentemente, seu impacto na qualidade da cultura. O padrão de acumulação de mRNA do SlBBX revelou seis genes que mostraram um claro perfil associado ao amadurecimento: SlBBX19 (Solyc01g110370), SlBBX20 (Solyc12g089240), SlBBX16 (Solyc12g005750), SlBBX26 (Solyc10g006750), SlBBX28 (Solyc12g005660) and SlBBX29 (Solyc02g079430). Curiosamente, as regiões promotoras desses seis genes mostraram motifs de ligação para fatores de sinal de luz e SlRIN, o principal fator de transcrição para amadurecimento. Este trabalho propõe que as proteínas BBX que participam da sinalização luminosa afetam o desenvolvimento vegetativo e reprodutivo do tomate. Neste contexto, este projeto tem como objetivo caracterizar o papel dos seis genes codificadores da proteína SlBBX, cujo perfil de mRNA aumenta ou diminui ao longo da transição cloroplasto-cromoplasto, durante o desenvolvimento e amadurecimento do fruto. Para atingir esse objetivo, este estudo irá: (i) investigar se o perfil transcricional dependente do amadurecimento dos genes SlBBX selecionados é determinado pela regulação do fator de transcrição principal do SlRIN; (ii) investigar o efeito da percepção da luz mediada por PHY e do fator de transcrição mestre plastidial SlGLK2 na expressão dos genes SlBBX selecionados e (iii) obter e caracterizar fenotipicamente as plantas de tomateiro knockout mediadas por CRISPR para os genes SlBBX selecionados.

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