Participação do ácido abscísico como mediador de respostas do metabolismo e desenvolvimento foliar em Guzmania monostachia sob restrição hídrica

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Participação do ácido abscísico como mediador de respostas do metabolismo e desenvolvimento foliar em Guzmania monostachia sob restrição hídrica
Autor: Gobara, Bruno Nobuya Katayama
Orientador: Mercier, Helenice
Assuntos: Epífita; Desenvolvimento; Cam; Estresse Hídrico; Sinalização Do Aba; Bromélia; Ácido Abscísico; Tolerância À Seca; Epiphyte; Aba Signaling; Drought Tolerance; Development; Bromeliad; Abiscisic Acid; Water Stress
Notas: Tese (Doutorado)
Descrição: A disponibilidade hídrica é um dos mais importantes fatores abióticos capazes de modular o metabolismo e o desenvolvimento das plantas. Acredita-se que no ambiente epifítico, o impacto da escassez hídrica possa ser ainda mais decisivo no metabolismo e desenvolvimento foliar de bromélias que vivem nesse habitat, uma vez que não possuem raízes para exploração do solo, sendo as folhas os principais órgãos vegetativos dessas plantas. O ácido abscísico (ABA) é um dos hormônios que frequentemente está relacionado à mediação de respostas morfofisiológicas com importância adaptativa em plantas sob condições ambientais desfavoráveis ao crescimento, como na deficiência hídrica. Bromélias que apresentam plasticidade fotossintética, como a espécie C3-CAM facultativa, Guzmania monostachia, podem ser consideradas um bom modelo para estudos de efeitos de estresses ambientais. Entretanto, ainda pouco se conhece sobre como a disponibilidade hídrica pode interferir nos fatores metabólicos e na ontogenia foliar, alterando o crescimento das folhas dessa bromélia e se o ácido abscísico teria papel importante na sinalização de alterações morfofisiológicas. Diante disso, o presente trabalho visou investigar a influência da restrição hídrica a longo prazo sobre o crescimento e o desenvolvimento de plantas jovens de Guzmania monostachia, avaliando a possível participação do ácido abscísico como indutor de respostas morfofisiológicas, do metabolismo fotossintético e do desenvolvimento foliar. Para tanto, plantas jovens de G. monostachia foram submetidas a tratamento de limitação hídrica por até 120 dias. Ao longo do tratamento, as folhas dessa bromélia foram divididas em três grupos: folhas jovens, intermediárias e maduras, as quais foram subdivididas em duas porções, uma clorofilada (partes apical + mediana) e outra basal. Esses grupos foliares foram avaliados quanto ao seu \"status\" hídrico e condições fisiológicas, por meio das análises de teor relativo de água, fluorescência da clorofila, condutância estomática, acidez titulável e expressão do gene PPC1 de CAM. O desenvolvimento e a morfologia foram estimados por meio de medidas da taxa relativa de crescimento foliar, área foliar total, área da região basal e densidade estomática. A participação do ABA nos eventos morfofisiológicos, de fotossíntese e de desenvolvimento foram inferidos por meio de sua quantificação endógena e da avaliação da expressão de alguns genes mais relevantes da rota de biossíntese (NCED), sinalização (PYL8 e SAPK10) e resposta (AI5L5 e SLAC1) a esse hormônio. Os resultados mostraram que o efeito prolongado da limitação hídrica provocou uma forte diminuição do teor hídrico foliar, assim como uma redução nos parâmetros de fluorescência de clorofila, indicando perturbações no aparelho fotossintético causados pelo estresse hídrico. Morfologicamente, houve um aumento da densidade estomática no decorrer do tratamento de restrição hídrica. Além disso, houve reduções das áreas foliar total, da região basal e da taxa relativa de crescimento, prejudicando a expansão e desenvolvimento foliar. Isto ocasionou um atraso do desenvolvimento heteroblástico dessa bromélia, isto é, a formação do tanque foi afetada negativamente. A limitação hídrica induziu também a expressão do CAM e uma grande limitação da condutância estomática se estabeleceu em todos os grupos foliares. Com base nos dados bioquímicos e de expressão gênica, foi visto que o principal gene de síntese de ABA, o NCED, aumentou o número de transcritos, coincidindo com o incremento no teor de ABA, nas folhas do grupo jovem após 30 dias de tratamento e nas intermediárias aos 60 dias de restrição hídrica, aumentando também a expressão de PEPC1 (gene que codifica para a enzima de CAM, a fosfoenlpiruvato carboxilase). O aumento de ABA endógeno em todos os grupos foliares ao longo do tratamento de limitação hídrica sugere um possível efeito inibitório desse hormônio sobre o crescimento e desenvolvimento foliar. Além disso, foi visto que as folhas jovens da roseta foram pouco sensíveis ao ABA, já que a expressão relativa dos genes da cascata de sinalização e de resposta ao ABA não se alterou após os 30 primeiros dias de deficiência hídrica. No entanto, com o passar do tempo, essa sensibilidade pôde ser adquirida em 60 dias em decorrência, possivelmente, da formação de novos estômatos durante esse período. Ontogeneticamente, as folhas intermediárias (G2), tiveram uma grande relevância na regulação metabólica de G. monostachia, já que mostraram sensibilidade ao ABA (maior transcrição de PYL8 - receptor de ABA e de SAPK10 - transdutor do sinal de ABA), apresentando certas respostas que estão envolvidas com o aumento da tolerância ao estresse hídrico, como, por exemplo, a forte redução na condutância estomática, coincidente com aumentos de transcritos de SLAC1 (canais de fluxo lento de ânions) e de AI5L5 (fator de transcrição ativador de gene responsivo ao ABA) e a realização da fotossíntese CAM, com aumento de transcritos de PEPC1 (fosfoenolpiruvato carboxilase) em 60 dias de estresse hídrico. Por meio desse conjunto de modificações morfofisiológicas e das expressões gênicas estudadas aqui, observa-se que as plantas de Guzmania monostachia, submetidas a uma prolongada restrição de rega, são resilientes ao estresse hídrico, o que certamente favorece a sua ocorrência no ambiente epifítico
DOI: 10.11606/T.41.2020.tde-13022020-111413
Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Biociências
Data de criação/publicação: 2019-11-25
Formato: Adobe PDF
Idioma: Português

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Participação do ácido abscísico como mediador de respostas do metabolismo e desenvolvimento foliar em Guzmania monostachia sob restrição hídrica

Gobara, Bruno Nobuya Katayama

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Biociências 2019-11-25

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