p Resolvendo a comida do mundo, Os desafios da alimentação e da bioenergia requerem a integração de várias abordagens e habilidades diversas. Andrea Eveland, Ph.D., membro assistente do Donald Danforth Plant Science Center, e sua equipe identificou um mecanismo genético que controla as características de desenvolvimento relacionadas à produção de grãos em cereais. O trabalho foi realizado em Setaria viridis, um sistema de modelo emergente para gramíneas que está intimamente relacionado a safras de cereais economicamente importantes e estoques de bioenergia, como milho, sorgo, switchgrass e cana-de-açúcar. p Os resultados da pesquisa do laboratório Eveland, "Brassinosteróides modulam o destino do meristema e diferenciação da morfologia única da inflorescência em Setaria viridis", foram publicados recentemente no jornal A célula vegetal . Em seu estudo, Yang et al. mapearam um locus genético no genoma de S. viridis que controla o crescimento de ramos estéreis chamados de cerdas, que são produzidos nas inflorescências com grãos de algumas espécies de gramíneas. A pesquisa revelou que essas cerdas estéreis são inicialmente programadas para serem espiguetas; estruturas específicas de grama que produzem flores e grãos. O trabalho de Eveland mostrou que a conversão de uma espigueta em cerda é determinada no início do desenvolvimento da inflorescência e regulada por uma classe de hormônios vegetais chamados brassinosteroides (BRs), que modulam uma série de processos fisiológicos no crescimento das plantas, desenvolvimento e imunidade. Além de converter uma estrutura estéril em uma com sementes, a pesquisa também mostrou que a interrupção localizada da síntese de BR pode levar à produção de duas flores por espigueta, em vez da única que normalmente se forma. Esses fenótipos dependentes de BR, portanto, representam dois caminhos potenciais para aumentar a produção de grãos em painço, incluindo culturas de subsistência em muitos países em desenvolvimento que permanecem amplamente inexplorados para o melhoramento genético.

p “Este trabalho é uma grande demonstração de como Setaria viridis pode ser aproveitado para obter insights fundamentais sobre os mecanismos que governam a produção de sementes nas gramíneas - nosso grupo mais importante de plantas que inclui o milho, sorgo, arroz, trigo e cevada, "disse Thomas Brutnell, Ph.D., Diretor do Enterprise Institute for Renewable Fuels, Danforth Center. "Também vale a pena notar que este projeto foi concebido e o trabalho iniciado depois que a Dra. Eveland se juntou ao Danforth Center - um feito impressionante para um membro do corpo docente júnior que mostra as vantagens de trabalhar em um sistema modelo e a grande equipe que ela montou no Danforth Center. "

p No Danforth Center, A pesquisa de Eveland se concentra nos mecanismos de desenvolvimento que controlam as características da arquitetura das plantas nas safras de cereais. Especificamente, ela investiga como os órgãos das plantas são formados a partir de células-tronco, e como a variação nas redes regulatórias de genes subjacentes podem modular com precisão a forma da planta. Sua equipe integra abordagens computacionais e experimentais para explorar como as perturbações nessas redes de genes podem alterar a morfologia, tanto dentro de uma espécie quanto entre as gramíneas, com o objetivo final de definir metas para melhorar o rendimento de grãos em cereais.

p "As ferramentas genéticas e genômicas que estão surgindo para Setaria permitem uma dissecção mais rápida de vias moleculares como esta, e nos permitem manipulá-los diretamente em um sistema que está intimamente relacionado às safras de alimentos que pretendemos melhorar, "disse Eveland." Isso significa que estamos muito mais perto de projetar e implantar arquiteturas ideais para as culturas de cereais. A perspectiva de alavancar essas descobertas para a melhoria de gramíneas relacionadas que também são espécies de culturas órfãs, como painço de pérola e rabo de raposa, é especialmente emocionante. "