ANÁLISE DE ELEMENTOS REGULADORES NA REGIÃO PROMOTORA DE GENES ENVOLVIDOS COM A BIOSSÍNTESE DE LIGNINA EM CANA-DE-AÇÚCAR (SACCHARUM SPONTANEUM)

Gabriel Afonso Bastos Esteves; Douglas Jardim Messeder de Alvarenga; GILBERTO SACHETTO MARTINS

Título do Trabalho

Autores

Gabriel Afonso Bastos Esteves
Douglas Jardim Messeder de Alvarenga
GILBERTO SACHETTO MARTINS

Modalidade

Resumo apresentação oral padrão

Área temática

Centro de Ciências da Saúde (CCS)/Genética

Data de Publicação

22/03/2021

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/jgmictac/318354-analise-de-elementos-reguladores-na-regiao-promotora-de-genes-envolvidos-com-a-biossintese-de-lignina-em-cana-de-

ISBN

978-65-5941-128-3

Palavras-Chave

Lignina, Cana-de-açúcar, Via dos fenilpropanóides, Expressão gênica

Resumo

Análise de elementos reguladores na região promotora de genes envolvidos com a biossíntese de lignina em cana-de-açúcar (Saccharum spontaneum) GABRIEL AFONSO BASTOS; DOUGLAS JARDIM-MESSEDER; GILBERTO SACHETTO-MARTINS Laboratório de Genômica Funcional e Transdução de Sinal, Departamento de Genética, Universidade Federal do Rio de janeiro, Rio de Janeiro A lignina desempenha um papel crucial para o desenvolvimento e defesa das plantas, entretanto, ela representa um fator limitante para o uso biotecnológico uso da biomassa, em especial na produção de biocombustíveis a partir de material lignocelulósico. A biossíntese de lignina se dá por meio da incorporação oxidativa de monômeros de monolignóis, sintetizados por meio da via dos fenilpropanóides. Com a publicação recente da sequência completa do genoma da cultivar Saccharum spontaneum (Zhang et al., 2018) os genes envolvidos com o metabolismo geral de fenilpropanóides e com o metabolismo específico de monolignóis puderam ser analisados a nível genômico. Os genes que codificam as enzimas dessa via metabólica fazem parte de 11 famílias gênicas. Estudos anteriores desenvolvidos em nosso laboratório identificaram 15 genes candidatos a desempenharem papel importante na biossíntese de lignina em cana-de-açúcar: SsPTAL1, SsPAL2, SsC4H4, Ss4CL1, SsHCT1, SsHCT2, SsC3’H1, SsC3’H2, SsCCoAOMT1, SsCOMT1, SsF5H1, SsCCR1, SsCCR2, SsCAD2 e SsCAD7. O objetivo deste trabalho é a análise in sílico da região promotora dos genes indicados. As sequencias promotoras desses genes foram analisadas por meio da ferramenta online “PlantPAN 3.0” em busca de elementos reguladores da expressão gênica. Nossas análises permitiram verificar um enriquecimento de elementos já descritos como envolvidos com a regulação do processo de lignificação, como os elementos ricos em AC (AC-I, AC-II, AC-III e AC-IV), os SNBE (do inglês, secondary wall NAC binding elements) e os SMRE (do inglês, secondary wall MYB responsive elements). Nossos resultados também demonstram um maior enriquecimento de elementos reguladores envolvidos nas respostas aos fitormônios ácido abscísico (ABA) e metil jasmonato (MeJA), já demonstrados como indutores da biossíntese de lignina em culturas de célula (Pauwels et al., 2008). Nossas análises permitiram ainda a identificação de elementos reguladores da resposta a outros fitormônios, e a diferentes estímulos ambientais e do desenvolvimento. As análises de dados de expressão gênica em diferentes cultivares de cana-de-açúcar e diferentes tecidos demonstram que, de fato, os genes indicados são mais expressos em tecidos mais lignificados, reforçando a ideia de que estes genes estariam envolvidos com o processo de lignificação. Os dados aqui apresentados expandem a caracterização dos genes da via dos fenilpropanóides envolvidos com a biossíntese de lignina em cana-de-açúcar, desenvolvendo assim, uma base para futuros estudos funcionais, que poderão indicar novos alvos biotecnológicos para otimizar a produção de biocombustíveis. REFERÊNCIAS Zhang J, Zhang X, Tang H, Zhang Q, Hua X, Ma X, et al (2018) Allele-defined genome of the autopolyploid sugarcane Saccharum spontaneum L. Nature Genetics 50:1565-1573. doi.org/10.1038/s41588-018-0237-2. Pauwels L, Morreel K, De Witte E, Lammertyn F, Montagu MV, Boerjan W, Inzé D, Goossens A (2008) Mapping methyl jasmonate-mediated transcriptional reprogramming of metabolism and cell cycle progression in cultured Arabidopsis cells. Proc Natl Acad Sci USA. 105(4):1380-1385. https://doi.org/10.1073/pnas.0711203105. Arruda P (2012) Genetically modified sugarcane for bioenergy generation. Curr Opin Biotechnol. 23: 315-322. doi:10.1016/j.copbio.2011.10.012.

Título do Evento: XLII Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural (JICTAC 2020 - Edição Especial) - Evento UFRJ
Título dos Anais do Evento: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

ESTEVES, Gabriel Afonso Bastos; ALVARENGA, Douglas Jardim Messeder de; MARTINS, GILBERTO SACHETTO. ANÁLISE DE ELEMENTOS REGULADORES NA REGIÃO PROMOTORA DE GENES ENVOLVIDOS COM A BIOSSÍNTESE DE LIGNINA EM CANA-DE-AÇÚCAR (SACCHARUM SPONTANEUM).. In: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural. Anais...Rio de Janeiro(RJ) UFRJ, 2021. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/jgmictac/318354-ANALISE-DE-ELEMENTOS-REGULADORES-NA-REGIAO-PROMOTORA-DE-GENES-ENVOLVIDOS-COM-A-BIOSSINTESE-DE-LIGNINA-EM-CANA-DE-. Acesso em: 28/04/2025