Study of the Fe uptake systems in two different rice cultivars

• Autor(a) principal: Pereira, Ana Margarida Patrício
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.14/16172
• topic: Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias

O arroz (Oryza sativa L.) alimenta mais de metade da população do mundo e é rico em diversidade genética, com milhares de variedades cultivadas em todo o mundo. A deficiência de ferro (Fe) constitui um dos principais stresses abióticos na produção agrícola dado que, em solos calcários, que abrangem cerca de 30 % dos solos cultivados do mundo, o Fe forma complexos solúveis e não está prontamente disponível para absorção pelas plantas. Durante muito tempo, as plantas foram divididas em dois grupos distintos, pela sua capacidade de absorção de Fe: dicotiledóneas, que utilizam a Estratégia I e utilizam um sistema de redução e transporte de Fe2+; e as monocotiledóneas gramíneas, plantas da Estratégia II, que usam um sistema baseado nos fitosideróforos (PS). Recentemente, evidências sugerem que o arroz, além de usar a Estratégia II, pode também usar um transportador de Fe2+, típico das plantas de Estratégia I, conferindo vantagem em solos alagados onde o Fe2+ está mais disponível. O objetivo deste estudo foi compreender se as plantas de arroz têm ou não a capacidade de sobre expressar mecanismos relacionados com a Estratégia I para a absorção de Fe. De forma a cumprir estes objetivos, duas cultivares diferentes de arroz com suscetibilidades diferentes para a deficiência de Fe foram cultivadas em sistema hidropónico, nomeadamente, Nipponbare (cujo genoma foi já sequenciado) e Bico Branco (nunca antes estudada), para analisar vários parâmetros ao nível fisiológico e molecular. Os resultados obtidos mostraram que a cultivar Bico Branco acumulou mais minerais nas raízes e a Nipponbare na parte aérea e que, quando a absorção de Fe é reduzida, há um aumento na absorção de outros minerais, principalmente de zinco (Zn), manganês (Mn) e cobre (Cu). No que diz respeito aos pigmentos fotossintéticos, a cultivar Bico Branco mostrou-se mais suscetível à deficiência de Fe do que Nipponbare, por ter desenvolvido maior clorose. Além disso, teve maior atividade da enzima reductase de Fe sob deficiência de Fe e apresentou níveis elevados de expressão do gene OsFRO2 nas raízes, gene responsável pela redução de Fe. Esta nova descoberta mostra que certas cultivares de arroz podem beneficiar do sistema de redução de Fe, principalmente porque o arroz é conhecido por produzir PS em baixas quantidades e crescer em solos aeróbicos/terras altas, onde o Fe3+ é abundante. Foram também identificados novos genes candidatos no arroz, nomeadamente, OsFPN1, OsFPN2, OsMYB2 e OsMYBS3, que revelaram ser importantes na homeostase do Fe em arroz.