Orientador: Marcelo Menossi TeixeiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A cultura de cana-de-açúcar possui grande importância econômica, principalmente pelo seu caldo, o qual é constituído principalmente por sacarose, a matéria prima na produção de etanol e açúcar refinado. Dessa forma, a maturação é uma fase fisiológica da cana¿de-açúcar de alto valor econômico, pois é nesse período que há o armazenamento de sacarose. Fatores abióticos como o frio e o estresse hídrico moderado são determinantes para a parada do crescimento e início da etapa de maturação. Entretanto, com a finalidade de manejo no tempo da maturação e colheita, uma prática comum na agricultura é a utilização de maturadores (componentes químicos que induzem o amadurecimento da cana, causando a translocação e armazenamento de açúcares). Um dos maturadores utilizado atualmente é o etefon, substância que em contato com a planta libera o hormônio etileno, composto responsável pela maturação. Por isso, com o intuito de compreender melhor o processo de maturação da cana, a via de biossíntese do etileno foi o foco desse estudo. Baseado na literatura, sabe-se que a enzima ACC sintase, (ACS - Aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase) é o principal ponto de regulação transcricional e traducional da via, sendo assim a etapa limitante da produção do etileno pela conversão de S-adenosilmetionina (AdoMet) em ácido 1-carboxilico -1- aminociclopropano (ACC). Estudos desenvolvidos principalmente em Arabidopsis, inferem a função de regulação pós-traducional da enzima ACS pelo processo de fosforilação, realizado pelas enzimas mitógeno ativadas 3 e 6 (AtMAPK3 e AtMAPK6), aumentando sua estabilidade e consequentemente a produção de ix etileno. Dessa forma, nós identificamos e caracterizamos os genes ScMAPK3 e ScMAPK6 (Mitogen Activated Protein Kinases 3 and 6), de cana-de-açúcar. Das duas isoformas da proteína ACS de cana-de-açúcar identificadas em estudos anteriores pelo nosso grupo, somente a ScACS1 apresenta sítios de fosforilação para as proteínas MAPKs. Assim, através de ensaios de duplo híbrido em leveduras, identificamos que a ScACS1 interage com as proteínas kinases ScMAPK3 e ScMAPK6, evidenciando pela primeira vez que essa interação é conservada em cana-de-açúcar. Somado a isso, observamos indícios de aumento da estabilidade da proteína ScACS1 através da expressão transiente em protoplastos de Arabidopsis com as proteínas ScMAPK3, ScMAPK6 e ScACS1. Portanto, estes resultados preliminares sugerem que o acúmulo da ScACS1 é um possível ponto de regulação para o aumento da biossíntese de etileno em cana, abrindo novas possibilidades de regulação e controle da parada do crescimento e consequentemente um melhor manejo no tempo da maturação e acúmulo de sacaroseAbstract: Sugarcane is a crop with great economic importance especially due to its capacity of stocking high amounts of sucrose during the maturation stage, the raw material in the production of ethanol and refined sugar. Environmental factors like periods of cold and moderate water stress are crucial to the maturation stage by inhibiting growth and stimulating sucrose accumulation. However, to accelerate maturation and, consequently, anticipate the harvest, a common practice in agriculture is the application of chemical ripeners. The most used ripener is ethephon, an analogue of the hormone ethylene, which is known as a key player during the maturation process. Therefore, ethylene biosynthesis pathway is the focus of this study in order to better understand the cane ripening. Based on the literature, it is known that the enzyme ACC synthase (ACS - Aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase) is the main point of transcriptional and translational regulation of the pathway, so the limiting step of ethylene production is the conversion of S-adenosylmethionine (AdoMet) in 1-carboxylic acid -1- aminocyclopropane (ACC). Previous studies in Arabidopsis infer that the posttranslational regulation by phosphorylation process of the ACS enzyme, increasing the stability and consequently the production of ethylene Thus, we have identified and characterized two genes called, ScMAPK3 and ScMAPK6 (Mitogen Activated Protein Kinases 3 and 6) of sugarcane which are homologues to those described by Arabidopsis.. Of the two isoforms of sugarcane ACS protein, identified in previous studies of our group, only ScACS1 has phosphorylation sites for the MAPK proteins. Yeast xi two-hybrid assays indicated that ScACS1 interacts with the kinases ScMAPK3 and ScMAPK6, showing for the first time that this interaction is conserved in sugarcane. Additionally, by transient expression in Arabidopsis protoplasts transformed with ScMAPK3, ScMAPK6 and ScACS1, we observe evidence of ScACS1 stability promotion by the kinases proteins. Therefore, these preliminary results suggest that ScACS1 stability control is a possible point of regulation for the increase in ethylene biosynthesis in sugarcane, opening new possibilities of regulation of maturation and consequently accumulation of sucroseMestradoGenetica Vegetal e MelhoramentoMestra em Genética e Biologia Molecular132443/2013-9CNPQ