<strong>Caracterização funcional de fatores de transcrição envolvidos na deposição de parede secundária em <em>Setaria viridis</em>.</strong>

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Cerruti, Giovanni Victorio
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo
Biotecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-22042026-135343/
Resumo: A lignina é um polímero complexo encontrado nas paredes secundárias de células do xilema e fibras sendo responsável por fornecer força, rigidez e impermeabilização à parede celular nos tecidos vasculares vegetais. Este polímero é um dos principais obstáculos para o processamento de biomassa vegetal visando a produção de bioprodutos. Portanto, pesquisas visam identificar e caracterizar os genes envolvidos no metabolismo da lignina para o desenvolvimento de biomassa otimizada. A regulação da deposição de lignina envolve uma rede complexa de fatores de transcrição como genes NAC e MYB, os quais participam ativando a expressão de genes biossintéticos da parede celular secundária, e diferentes membros dessas famílias têm funções específicas em diferentes tipos celulares. A compreensão desses mecanismos regulatórios é fundamental para o desenvolvimento de estratégias que modifiquem a composição da parede celular em plantas para fins industriais. O objetivo do trabalho foi a identificação e caracterização de fatores de transcrição (FTs) MYB potencialmente envolvidos na regulação da deposição de lignina na gramínea C4 modelo <em>S. viridis</em>. Primeiro, foi realizada a caracterização do tipo <em>genomewide</em> da família MYB em <em>S. viridis</em>. Nesta etapa, análises de filogenia comparativa, expressão gênica <em>in silico</em> e por RT-qPCR permitiram a identificação de 3 genes candidatos. Ensaios de transativação em protoplastos de tabaco permitiu a validação da capacidade de alguns desses fatores de transcrição em transativar o promotor de genes biossintéticos de lignina e do flavonoide tricina, considerado um monômero autêntico de lignina em gramíneas. Paralelamente, o fator de transcrição SWAM2, homólogo ao MYB SWAM1 de <em>Brachypodium distachyon</em> e que se caracteriza como um regulador da deposição de parede secundária, está sendo caracterizado por abordagens transcriptômicas e funcionais. Para tal, linhagens transgênicas de <em>S. viridis</em> superexpressando SWAM2 ou sua versão dominante repressiva foram geradas e serão caracterizadas. Assim, este trabalho visa contribuir com um maior entendimento do processo de regulação da deposição de lignina em gramíneas C4.
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A regulação da deposição de lignina envolve uma rede complexa de fatores de transcrição como genes NAC e MYB, os quais participam ativando a expressão de genes biossintéticos da parede celular secundária, e diferentes membros dessas famílias têm funções específicas em diferentes tipos celulares. A compreensão desses mecanismos regulatórios é fundamental para o desenvolvimento de estratégias que modifiquem a composição da parede celular em plantas para fins industriais. O objetivo do trabalho foi a identificação e caracterização de fatores de transcrição (FTs) MYB potencialmente envolvidos na regulação da deposição de lignina na gramínea C4 modelo <em>S. viridis</em>. Primeiro, foi realizada a caracterização do tipo <em>genomewide</em> da família MYB em <em>S. viridis</em>. Nesta etapa, análises de filogenia comparativa, expressão gênica <em>in silico</em> e por RT-qPCR permitiram a identificação de 3 genes candidatos. Ensaios de transativação em protoplastos de tabaco permitiu a validação da capacidade de alguns desses fatores de transcrição em transativar o promotor de genes biossintéticos de lignina e do flavonoide tricina, considerado um monômero autêntico de lignina em gramíneas. Paralelamente, o fator de transcrição SWAM2, homólogo ao MYB SWAM1 de <em>Brachypodium distachyon</em> e que se caracteriza como um regulador da deposição de parede secundária, está sendo caracterizado por abordagens transcriptômicas e funcionais. Para tal, linhagens transgênicas de <em>S. viridis</em> superexpressando SWAM2 ou sua versão dominante repressiva foram geradas e serão caracterizadas. Assim, este trabalho visa contribuir com um maior entendimento do processo de regulação da deposição de lignina em gramíneas C4.Lignin is a complex polymer found in the secondary wall thickenings of xylem cells and plant fibers, and it plays a critical role in providing strength, rigidity, and hydrophobicity to the cell wall in vascular tissues. This polymer represents one of the major barriers to the efficient processing of plant biomass to produce bioproducts. Therefore, research has focused on identifying and characterizing the genes involved in lignin metabolism to develop optimized biomass feedstocks. The regulation of lignin deposition involves a complex network of transcription factors, such as NAC and MYB genes, which activate the expression of secondary cell wall biosynthetic genes. Different members of these gene families have specific functions in distinct cell types. Understanding these regulatory mechanisms is essential for the development of strategies to modify cell wall composition in plants for industrial purposes. This study aimed to identify and characterize MYB transcription factors (TFs) potentially involved in the regulation of lignin deposition in the C4 model grass <em>Setaria viridis</em>. First, a genome- wide characterization of the MYB gene family was conducted in <em>S. viridis</em>. Here, comparative phylogenetic analysis, <em>in silico</em> gene expression profiling and RT-qPCR led to the identification of three candidate genes. Transactivation assays in tobacco protoplasts confirmed the ability of some of these transcription factors to activate the promoters of lignin biosynthetic genes and of the flavonoid tricin, which is considered an authentic lignin monomer in grasses. In parallel, the transcription factor SWAM2, homologous to the secondary wall regulator MYB <em>SWAM1</em> from <em>Brachypodium distachyon</em>, is being characterized using transcriptomic and functional approaches. To this end, transgenic <em>S. viridis</em> lines overexpressing <em>SWAM2</em> or a dominant repressive version of the gene were generated and are being characterized. This work aims to contribute to a deeper understanding of the regulatory mechanisms governing lignin deposition in C4 grasses.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USPUniversidade de São PauloBiotecnologiaCesarino, IgorCerruti, Giovanni Victorio2025-12-112026-04-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-22042026-135343/doi:10.11606/T.87.2025.tde-22042026-135343Liberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2026-04-28T18:38:02Zoai:teses.usp.br:tde-22042026-135343Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-28T18:38:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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