José Hernandes Lopes Filho.

Integrante da Comissão Organizadora do curso de extensão universitário II Botânica no Inverno, realizado de 2 a 20 de julho de 2012 no Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo para alunos do último ano ou recém formados em Ciências Biológicas e áreas relacionadas.

Integrante da Comissão Organizadora do curso de extensão universitário I Botânica no Inverno, realizado de 4 a 22 de julho de 2011 no Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo para alunos do último ano ou recém formados em Ciências Biológicas e áreas relacionadas.

Neste projeto, propomos a aplicação da tecnologia de edição genômica mediada por CRISPR em quatro culturas: soja, milho, cana-de-açúcar e feijão, com o objetivo de melhorar a qualidade de grãos e de biomassa e produzir cultivares/variedades mais tolerantes à seca. Esta proposta vem ao encontro das demandas da Embrapa expressas no Portfólio de Engenharia Genética para o Agronegócio e no Edital de Edição Genômica. Sua abordagem global e multidisciplinar maximiza as chances de gerar novos produtos, diminuir a dependência tecnológica, valorizar a integração de equipes multidisciplinares, o compartilhamento de informações e fornece a base para outras iniciativas nas áreas contempladas, aumentando a competitividade institucional frente aos novos desafios.

Tnt1, um dos elemento de transposição mais bem caracterizados em plantas, parece atuar de forma importante durante o desenvolvimento de tabaco. Dada a natureza peculiar dos elementos de transposição, como o alto número de cópias, estudos que abordem possíveis efeitos funcionais de sua expressão são de difícil execução e interpretação. Este projeto representa uma iniciativa pioneira de edição genômica em larga escala através da técnologia CRISPR/Cas9. Esperamos resultados relevantes não só para o entendimento do papel de Tnt1 na regulação da expressão gênica em tabaco, mas também dos limites da tecnologia CRISPR/Cas9.

O retroelemento Tnt1 de Nicotiana tabacum é um dos elementos de transposição mais bem caracterizados em plantas. Embora novos eventos de transposição sejam raros, níveis basais de transcritos de Tnt1 são encontrados em diversos tecidos de tabaco, tendo seus níveis aumentados durante eventos de estresse induzido por fatores bióticos ou abióticos. Recentemente foi demonstrada a relação entre mudanças na expressão de Tnt1 e na de genes ligados à biossíntese e a respostas mediadas por etileno. Com base nesses recentes resultados, foi proposto um modelo no qual Tnt1 desempenha papel fundamental no controle da homeostase de tabaco, reduzindo a produção de etileno em uma resposta de feedback negativo. Embora seja clara a importância de Tnt1 para o controle da expressão de genes responsivos a etileno, pouco se sabe sobre os mecanismos pelos quais tal controle é exercido. Até o momento, sabe-se que a região U3 de elementos Tnt1A forma uma estrutura de hairpin que contém motivos ?CCG-like?, encontrados na região promotora de genes regulados por etileno. Dessa maneira, Tnt1A pode exercer controle transcricional ou pós-transcricional em seus genes alvo. O objetivo deste projeto é demonstrar o mecanismo de ação através do qual Tnt1 mantém a homeostase em tabaco, bem como caracterizar detalhadamente fenótipos de linhagens transgênicas com interferência para expressão de Tnt1. Além disso, objetiva-se a criação de linhagens transgênicas para interferência na expressão de diferentes subfamílias de Tnt1 sob o controle de promotor induzível, de maneira a obter-se uma poderosa ferramenta para o estudo do papel de Tnt1 em diferentes fases de vida e sob diferentes condições experimentais

A capacidade de desenvolver lâmina foliar ampla e dorsiventral foi um evento chave na evolução das plantas; entretanto, algumas espécies exibem modificações morfológicas, podendo desenvolver folhas com simetria radial, tal como observado em algumas espécies de Aizoaceae. Nossos estudos sobre ontogênese foliar somados à literatura disponível nos conduziram à hipótese de que um processo de abaxialização foliar possa estar vinculado à formação de folhas unifaciais em Aizoaceae. Considerando que a duplicação do gene ortólogo de ASYMMETRIC LEAVES1 (AS1), configurou uma importante novidade ao longo da diversificação do grupo, partimos do princípio de que sua atividade diferencial durante a formação dos produtos da blastozona marginal possa conduzir a formação de folhas com diferentes morfologias. A presente proposta tem em vista observar o padrão de expressão de AS1 durante o desenvolvimento de folhas de diferentes morfologias, buscando evidências moleculares de abaxialização foliar em Aizoaceae.

A origem das gavinhas na família Passifloraceae tem gerado diferentes interpretações ao longo da história. Devido a sua posição na inflorescência, muitas vezes é entendida como uma modificação da flor terminal, ou mesmo do próprio eixo de primeira ordem da inflorescência. No gênero Passiflora, a inflorescência geralmente é de tal maneira reduzida que, a partir da gema axilar, é produzida apenas uma ou duas flores, lateralmente a uma gavinha central. Do ponto de vista morfo-anatômico, a transição do meristema vegetativo para meristema floral é bem conhecido e possui algumas características marcantes. Nas últimas décadas também se têm compreendido muito sobre os mecanismos moleculares envolvidos nessa transição e no controle do desenvolvimento das estruturas reprodutivas. Com base nesses conhecimentos, e tendo em vista os poucos estudos sobre o desenvolvimento da gema axilar em Passiflora, tanto do ponto de vista morfo-anatômico quanto molecular, o presente projeto tem como objetivo acompanhar a ontogenia desta estrutura bem como a expressão do gene ortólogo ao AP1 de Arabidopsis em duas espécies de Passiflora.

A ordem Caryophyllales, apesar de reconhecida como grupo monofilético, ainda apresenta incertezas quanto à delimitação de algumas de suas famílias e a relação entre elas. Estudos recentes, visando o esclarecimento da relação Portulacaceae / Cactaceae, sugerem uma origem parafilética para Portulacaceae, enquanto demonstram uma maior proximidade do gênero Portulaca e da tribo Anacampseroteae (constituída pelos gêneros Anacampseros, Avonia e Grahamia), com a família Cactaceae. Uma das sinapomorfias indicadas para este grupo é a presença de tricomas (?axilary hairs?) na região da axila das folhas, que alguns autores interpretam como estípulas. Dada a importância deste caráter, o presente estudo tem como objetivo investigar a histogênese da região axilar em espécies de Portulacaceae, caracterizando as estruturas e comparando com dados da literatura para Cactaceae, a fim de se averiguar possíveis homologias primárias.