1) Análise funcional de genes relacionados a estresses abióticos e ao metabolismo antioxidante de arroz (Oryza sativa L.)
As enzimas do metabolismo antioxidante são codificadas por famílias multigênicas, cujos membros apresentam padrões distintos de expressão e de localização subcelular, indicando que essas isoformas podem desempenhar papéis distintos na defesa da planta contra o estresse oxidativo. Os resultados obtidos pelo nosso grupo indicam que as diferentes isoformas de ascorbato peroxidase (APx) podem estar envolvidas com a regulação fina dos níveis de peróxido de hidrogênio nos diferentes compartimentos subcelulares. A proteção da planta pode se dar graças à manutenção de níveis baixos de espécies reativas de Oxigênio (ERO) pelas enzimas que respondem ao estresse aumentando sua expressão em decorrência do estímulo ambiental. Por outro lado, sendo o H2O2 também uma molécula sinalizadora das respostas de defesa das plantas, a análise do nível de expressão global do genoma das plantas silenciadas nos diferentes genes de APx poderá revelar uma rede complexa de regulação da expressão gênica que ocorre na planta em função da expressão de APx nos diversos compartimentos subcelulares.
2) Mutagênese insercional como fonte de descoberta de novos genes para o melhoramento de cereais
O estudo das interações entre estresse ambiental, estresse oxidativo e os mecanismos de repostas ao dano de DNA é fundamental para que se possa compreender de uma maneira mais abrangente como o metabolismo antioxidante opera na célula para manter a homeostasia, e permitir a sobrevivência e mesmo o desenvolvimento da planta frente às condições adversas do meio ambiente. Dados recentes (M-E Chabouté comunicação pessoal) demonstraram a implicação específica de fatores E2F na indução da transcrição de genes de reparo, bem como a indução desses genes nas respostas a estresse oxidativo induzido por cobre. Análises
in silico revelaram uma organização semelhante da família E2F em Arabidopsis e arroz sugerindo que alguns fatores E2F poderiam ter funções específicas em arroz, como observado em Arabidopsis. Assim, fatores E2F bem como outros genes candidatos serão investigados visando o entendimento da ligação entre estresse o oxidativo e as respostas ao dano de DNA. Neste projeto pretendemos contribuir para a elucidação das seguintes questões: i) Como esses genes são afetados em termos de regulação da expressão e da localização (ou re-localização) subcelular nas respostas oxidativas e sob estresse genotóxico? ii) Qual é o efeito fenotípico em termos de sensibilidade a genotoxicos e EROs quando esses genes são silenciados? iii) Como esses processos podem estar relacionados à PCD?
3) Genômica funcional de soja (Glycine Max)
Este projeto é coordenadona pela Prof. Maria Helena Zanettini e é parte integrante do projeto GENOSOJA (CNpq).
O objetivo deste projeto é determinar a função dos genes identificados no genoma da soja que estejam relacionados com os processos de resposta a estresses bióticos, com ênfase na ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi). Serão construídos vetores de transformação vegetal tanto para superexpressão quanto para o silenciamento (via RNAi) dos genes selecionados. Esses vetores serão utilizados para a obtenção de linhagens transgênicas de soja. A caracterização fenotípica dessas plantas transgênicas nos permitirá determinar o efeito da modificação da expressão do gene em estudo. Serão realizadas análises das respostas da planta à infecção com os respectivos agentes patogênicos. Além da produção de plantas transgênicas de soja, para o estudo funcional dos genes serão também avaliados: i) o perfil de expressão desses genes em diferentes tecidos e em resposta à infecção fúngica; ii) a localização subcelular do produto gênico.
