PI1009965 MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE PLANTAS TOLERANTES A ESTRESSES AMBIENTAIS, SEUS USOS E VETOR DE DNA RECOMBINANTE
Depósito: 20/12/2010
Destaque: licenciada para TecnoNutrição
Inventor: MARCELO MENOSSI TEIXEIRA / KEVIN BEGCY PADILLA / CAROLINA GIMILIANI LEMBKE / GLÁUCIA MENDES SOUZA / EDUARDO DAL`AVA MARIANO
Titular: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP (BR/SP) / UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS - UNICAMP (BR/SP)
A presente invenção refere-se a um método para produção de plantas geneticamente modificadas com tolerância a estresses ambientais, como seca e salinidade, por meio da introdução de um gene denominado Scdr2 (SEQ ID NO: 1), derivado da cana-de-açúcar. Esse gene, cuja função era previamente desconhecida, codifica uma proteína (SEQ ID NO: 2) que, quando superexpressa, confere às plantas maior resistência a condições adversas. A invenção inclui a construção de um vetor de DNA recombinante contendo a sequência Scdr2, operacionalmente ligada a um promotor funcional em plantas (como o CaMV 35S) e a um terminador (como o NOS), além de um gene marcador de seleção (NptII) e, opcionalmente, um gene repórter. Esse vetor é introduzido em células vegetais por métodos como transformação mediada por Agrobacterium ou bombardeamento de partículas. Plantas transformadas com o gene Scdr2 — incluindo monocotiledôneas e dicotiledôneas como tabaco, cana, soja, milho, arroz e trigo — exibem melhor desempenho sob estresse hídrico e salino, com maior taxa de germinação, manutenção do conteúdo de água, recuperação fotossintética, maior biomassa e sobrevivência em comparação com plantas não modificadas. A invenção também abrange o uso do gene e do vetor para obtenção de cultivares mais resilientes, com aplicações em agricultura e biotecnologia.
Pesquisadores do Instituto de Biologia (IB) da UNICAMP e da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram uma variedade de cana-de-açúcar geneticamente modificada com maior tolerância à seca. O avanço, que pode mitigar perdas na produtividade causadas por estresses hídricos, foi objeto do pedido de patente PI 1009965-4. O gene responsável pela tolerância, batizado de Scdr2 (sugarcane drought-related), foi identificado e isolado a partir de próprias variedades de cana. Quando introduzido e superexpresso em plantas, este gene – cuja função era anteriormente desconhecida – confere não apenas tolerância à falta de água, mas também a estresses salinos.
A tecnologia consiste em um vetor de DNA recombinante que carrega o gene Scdr2. Esse vetor é inserido no genoma da planta por meio de técnicas de transformação genética, como a mediação por Agrobacterium. As plantas modificadas resultantes apresentam um fenótipo mais resiliente, incluindo: Melhor taxa de germinação sob condições de estresse. Maior capacidade de manter o conteúdo de água nas folhas. Recuperação mais rápida dos parâmetros fotossintéticos após um período de seca ou salinidade. Maior acumulação de biomassa (massa seca) em condições adversas.
A grande vantagem da invenção, destacada na matéria e na patente, é o uso de um gene da própria cana-de-açúcar para o melhoramento. Essa abordagem, conhecida como cisgenia, tende a ter maior aceitação por parte dos consumidores e dos órgãos reguladores em comparação com genes provenientes de outros organismos. O desenvolvimento é particularmente significativo para o agronegócio brasileiro, dada a importância econômica da cultura da cana-de-açúcar e a recorrência de veranicos (períodos de seca) em diversas regiões produtoras. A tecnologia está protegida por patente, concedida em dezembro de 2021, e representa uma ferramenta biotecnológica promissora para o desenvolvimento de cultivares mais sustentáveis e produtivas.
Carolina Gimiliani Lembke Horta possui graduação em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da USP(2005), graduação em Licenciatura em Ciências Biológicas pela Faculdade de Educação da USP/SP(2005) e doutorado em Bioquímica pelo Instituto de Química, Universidade de São Paulo(2013). Atualmente é Especialista do Instituto de Química, Universidade de São Paulo. Tem experiência na área de Bioquímica, com ênfase em Biologia Molecular. Atuando principalmente nos seguintes temas:cana-de-açúcar, seca, transcriptoma, promotores, transgênicos.
Marcelo Menossi Teixeira possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Campinas (1989) e doutorado em Genética - Universitat de Barcelona (1995). É Professor Titular da Universidade Estadual de Campinas. Tem experiência na área de Genética, com ênfase em Genética Vegetal, atuando principalmente em genômica funcional, bioinformática e biotecnologia aplicadas ao estudo da acumulação de sacarose em cana e tolerância a estresses abióticos em cana e milho. Foi Diretor de Propriedade Intelectual (2007-2010) e Diretor de Desenvolvimento de Parcerias e Projetos Colaborativos (2009-2010) da Inova Unicamp - Agência de Inovação da UNICAMP.
Resumo: PI1009965 As plantas são influenciadas por um grande número de fatores ambientais bióticos e abióticos e recorrentemente estresses abióticos são mais graves, afetando todas as funções da planta, resultando em redução do crescimento e da produtividade. Nesse sentido, a identificação e a compreensão dos mecanismos de tolerância abióticos são fundamentais no desenvolvimento de novas cultivares tolerantes à seca. Dessa forma, a presente invenção proporciona um método de produção de plantas que contém em suas células uma sequência de nucleotídeos de cana-de-açúcar e a superexpressão desse gene leva a planta em questão à maior tolerância a estresses abióticos. De uma forma mais ampla, descreve-se um polinucleotídeo que codifica a proteína de cana-de-açúcar, o qual é expresso por um promotor e um terminador que funcionam em plantas. Verifica-se que este gene confere tolerância a diferentes estresses abióticos.
Referências:
https://www.inova.unicamp.br/premioinventores/edicoes/edicao-2019/
https://www.inova.unicamp.br/premioinventores/edicoes/edicao-2023/
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