ALVES, V. M. C.

CARNEIRO, A. A.

CARNEIRO, N. P.

GUIMARAES, C. T.

HOEKENGA, O. A.

KLEIN, P. E.

KOCHIAN, L. V.

LANA, U. G. de P.

MAGALHAES, J. V. de

SCHAFFERT, R. E.

WANG, Y.

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CLONAGEM DO PRINCIPAL GENE DE TOLERÂNCIA AO ALUMÍNIO EM SORGO E SUAEXPLORAÇÃO NO AUMENTO DA PRODUÇÃO DE GRÃOS EM SOLOS ÁCIDOSJurandir V. Magalhaes1, Yihong Wang2, Patricia E. Klein3, Claudia T. Guimaraes1, Ubiraci G.P.Lana1, Robert E. Schaffert1, Vera M.C. Alves1, Owen A. Hoekenga2, Newton P. Carneiro1,Andrea A. Carneiro1, Leon V. Kochian21 Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG.2 U.S. Plant Soil and Nutrition Laboratory, USDA-ARS, Cornell University, Ithaca, NY.3 Institute for Plant Genomics and Biotechnology, Texas A&M University, College Station, TX.A toxidez de alumínio (Al) é uma das principais limitações ao uso agrícola dos solos ácidos queocupam grandes áreas em todo o mundo. Visando melhorar a produção de grãos nessascondições, foram realizados estudos para determinar os mecanismos genéticos e fisiológicosque controlam esta característica. Como principal resultado de um esforço internacional emultidisciplinar, foi clonado o gene AltSB que controla mais de 80% da variação fenotípica datolerância ao Al em sorgo. O relato científico da clonagem posicional e da validação do gene foipublicado na Nature Genetics em 2007, denotando visibilidade internacional à equipe e abrindoexcelentes perspectivas para a sua exploração no aumento da produção agrícola em solosácidos. O gene AltSB codifica um transportador de membrana responsável pela exsudação decitrato no ápice radicular de genótipos de sorgo tolerantes ao Al. Os ácidos orgânicoscomplexam as formas fitotóxicas do Al na rizosfera reduzindo seu efeito e permitindo que asraízes explorem um maior volume de solo. Trabalhos em andamento têm demonstrado que aexpressão do gene AltSB é um dos principais mecanismos de regulação da tolerância ao Al emsorgo, possibilitando a exploração de alelos superiores e de novos genes de tolerância ao Al.Assim, a transferência e a piramidação de alelos do gene AltSB e de novos genes via seleçãoassistida ou transgenia estabelecerão patamares inovadores para a produção de grãos e asustentabilidade em solos marginais.CLONING OF A MAJOR ALUMINUM TOLERANCE GENE IN SORGHUM AND ITSEXPLOITATION FOR INCREASING GRAIN YIELD IN ACID SOILSAluminum toxicity is a prevalent agricultural limitation in low pH soils, which occupy large areasof the world’s arable land. In order to improve crop yields in acid soils, we started studies toidentify genetic and physiological mechanisms controlling this trait. As a major result of aninternational and multidisciplinary effort, AltSB gene controlling more than 80% of phenotypicvariation of aluminum tolerance in sorghum was cloned. The scientific report of the positionalcloning and validation of this gene was published in Nature Genetics 2007, which gave aninternational visibility to this group and opened outstanding possibilities to its exploitation forincreasing grain yield in acid soils. The AltSB gene encodes a membrane transporter responsiblefor the citrate exudation in roots tips of sorghum tolerant genotypes. Organic acids complexphytotoxic forms of Al in the rhizosphere reducing their effect and allowing the root to exploitwider soil volume. Ongoing research has revealed that the gene expression of AltSB is one of themajor regulation mechanisms of Al tolerance in sorghum, which can be applied to identifysuperior alleles and novel Al tolerance genes. Indeed, transferring and pyramiding AltSB allelesand novel genes via marker assisted selection or transgenic will established an important levelof crop production and sustainability in marginal lands.

Clonagem do principal gene de tolerância ao alumínio em sorgo e sua exploração no aumento da produção de grãos em solos ácidos.

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/491807/1/Clonagemprincipal.pdf

Clonagem do principal gene de tolerância ao alumínio em sorgo e sua exploração no aumento da produção de grãos em solos ácidos.

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