Project Portugal 2020

Operation code Code that identifies each project carried out using European funding.

Conclusion date

Summary

Este projecto aborda a porosidade da cortiça, um dos principais parâmetros para a determinação da qualidade da cortiça. A razão pela qual algumas árvores desenvolvem cortiça com numerosos poros, contribuindo para a má qualidade da cortiça, enquanto outras desenvolvem cortiça com poucos poros é desconhecida. A presença de poros na cortiça determina a porosidade da cortiça e está diretamente relacionada com a qualidade e valor da cortiça. Mas o que são poros na cortiça? Anatomicamente, os poros correspondem a estruturas específicas chamados canais lenticulares (ou lentículas) que são originados pela atividade de um meristema especial, o felogénio lenticular. Os canais lenticulares atravessam as camadas de cortiça a partir do exterior para o interior do tecido felogénico, causando uma protuberância na epiderme (facilmente observada como fissuras na cortiça) e estão normalmente associados com processos de trocas gasosas. Há poucos estudos no desenvolvimento de canais lenticulares, e por isso propomos desenvolver um estudo molecular e funcional na formação e desenvolvimento das lentículas, devido à importância destas estruturas na cortiça. Propomos abordar esta questão através do desenvolvimento de uma estratégia integrada que combina histologia, estudo do transcriptoma e metaboloma e uma abordagem de genética reversa. Numa primeira fase, iremos desenvolver um estudo histológico de referência para monitorizar a formação das lentículas em ramos de sobreiro com diferentes idades de árvores produtoras de cortiça de baixa qualidade. Seguidamente, iremos desenvolver um ensaio de imunolocalização de auxina, para determinar se a auxina, que desempenha um papel importante na formação de meristemas laterais, está envolvida no desenvolvimento das lentículas. De acordo com os resultados obtidos, podemos também investigar a distribuição no tecidos de outras hormonas, como o ácido abscísico e ácido jasmônico, que também se sabe estarem envolvidos na atividade do câmbio (26). Iremos ainda investigar se a formação destes tecidos é dependente de hormonas. Após incubação com diferentes soluções hormonais, a formação da periderme será analisada para observar se existem diferenças entre felogénio e felogénio lenticular. Neste ensaio será avaliado o efeito da auxina, ácido abscísico e ácido jasmónico, bem como o efeito de efluxo inibidor de auxina de ácido 1-N-naphthylphthalamic (NPA). Após a conclusão do descrito anteriormente (WP 1), teremos reunido informações sobre o envolvimento das hormonas na formação de felogénio e felogénio lenticular, que servirá de base à seleção dos genes candidatos para a análise funcional. Na WP 2, iremos desenvolver um estudo do transcriptoma da formação da periderme obtendo o perfil transcricional de células isoladas de felogénio e felogénio lenticular. Os genes identificados com expressão diferencial serão analisados para a presença de "single nucleotide polymorphisms" (SNPs). De acordo com os resultados obtidos na WP 1 e 2, a selecção de genes candidatos com uma presumível regulação hormonal serão seleccionados para posterior caracterização. Os genes identificados com expressão diferencial serão analisados para a presença de "single nucleotide polymorphisms" (SNPs). Na WP 3, realizaremos uma análise do perfil metabólico da região de poro nas amostras de cortiça que correspondem a canais lenticulares, por análise de GC-MS. O perfil obtido será comparado com o perfil de transcrição obtido na tarefa anterior para desenvolver uma análise integrada do metaboloma e transcriptoma, para a identificação de associações gene-metabolito. Na segunda fase do projecto (WP4 e 5), será desenvolvida uma abordagem de genética reversa para estudar genes candidatos identificados na tarefa 2. Serão realizados estudos de expressão de genes, para determinar se a expressão de genes candidatos é específico do felogénio lenticular ou de tecidos que apresentam crescimento secundário. Em seguida, iremos gerar plantas de batata com sobre-expressão dos genes candidatos para análise de fenótipos. A periderme formada em tubérculos transgénicos será avaliada pela quantificação de suberina e lenhina e por determinação do perfil metabólico. A análise da regulação hormonal do promotor dos genes candidatos será também realizada. Na WP6, serão validados os marcadores moleculares candidatos identificados, pelo estudo de um grupo de árvores com diferentes qualidades de cortiça, pela genotipagem dos SNIPs identificados em árvores com um grande número de canais lenticulares (porosidade elevada). Desta forma, serão identificados marcadores moleculares associados com cortiça de qualidade inferior. A identificação destes marcadores moleculares permitirá a não seleção de árvores que desenvolverão cortiça com elevada porosidade (e logo de qualidade inferior), muito antes da entrada em produção de cortiça a nível comercial, processo que demora no mínimo 40 anos. Para além disso, este projeto visa contribuir para a compreensão dos genes e metabolitos envolvidos na formação dos canais lenticulares (associado à porosidade), uma das principais características na determinação da qualidade da cortiça. O principal output do projeto consiste na identificação de marcadores moleculares associados com a formação dos canais lenticulares. A validação destes marcadores a nível funcional e numa população com maior dimensão permitirá a utilização desta informação para a seleção de árvores, numa fase precoce do desenvolvimento da árvore, com base nas características da sua cortiça.