Metabolic and physiological aspects associated with differential aluminum tolerance in maize

• Autor(a) principal: Silva, Marcelle Ferreira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28839
• topic: Milho - Genética - Efeito do alumínio; Stress (Fisiologia); Citratos; Ecofisiologia Vegetal

O milho (Zea mays) é uma das principais culturas cultivadas no mundo, com vários usos, incluindo alimentação animal, consumo humano e produção de etanol, sendo cultivado principalmente em regiões tropicais e subtropicais, onde os solos ácidos são predominantes. Nesses solos ácidos, a toxicidade provocada pelo alumínio (Al), em especial o Al 3+ , é o principal fator que limita a produção agrícola. Nesse contexto, estratégias visando o desenvolvimento de culturas resistentes ao estresse podem aumentar a capacidade produtiva e reduzir a perda na produção. A tolerância ao Al em milho tem sido associada à exsudação de ácidos orgânicos (AO), mediada principalmente pela família de transportadores MATE (MULTIDRUG AND TOXIC COMPOUND EXTRUSION). Sendo essa responsável pelo antiporte de AO/H + na membrana celular das raízes, exsudando citrato em resposta ao estresse por Al. Neste estudo, foram utilizados cinco genótipos derivados dos genótipos com tolerância intermediária ao Al (L3) e sensível (L53) com expressão diferencial do gene MATE que culminou com tolerância diferencial ao Al nesses genótipos. Dado que AO estão intimamente relacionados ao ciclo do ácido tricarboxílico, as consequências metabólicas dessa tolerância diferencial ao Al foram investigadas. Um maior teor de Al foi observado em amostras tratadas com Al em todos os genótipos comparado com seus respetivos controles. Vale ressaltar que plântulas tratadas com Al de genótipos tolerantes apresentaram um maior aumento nos níveis de Al do que as plântulas sensíveis. Este fato à parte, foi observado maior acúmulo de Al nas raízes dos genótipos com menor exsudação de AO. Além disso, essa mudança na absorção e transporte de Al também leva a mudanças significativas nos conteúdos de elementos minerais, incluindo cálcio e magnésio. A avaliação histoquímica do peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) e superóxido (O 2- ) nas raízes indica que o acúmulo dessas espécies reativas de oxigênio foi mais alto na ausência de Al. Resultado que foi semelhante em presença de Al para genótipos tolerantes, sugerindo que a divisão celular foi menos afetada nesses genótipos. Além disso, os genótipos tolerantes foram caracterizados por pequenos distúrbios no metabolismo primário (i.e. fotossíntese e respiração), enquanto os genótipos sensíveis, com pouca ou nenhuma exsudação de AO, foram caracterizados por danos (afetando crescimento radicular) desde a primeiras horas de exposição ao Al. Embora nossos resultados indiquem que diferentes órgãos da mesma espécie podem apresentar mecanismos distintos de resistência e/ou tolerância ao Al, eles coletivamente foram capazes de fornecer um melhor entendimento dos mecanismos utilizados pelos genótipos de milho para evitar ou minimizar a toxicidade do Al. Palavras-chave: Exudação de citrato. Estresse abiótico. Crescimento radicular. ZmMATE1