Prolina endógena e exógena em plantas de tabaco submetidas à deficiência hídrica: respostas fisiológicas, bioquímicas, moleculares e no perfil ionômico

• Autor(a) principal: Cacefo, Viviane
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNOESTE
• Texto Completo: http://bdtd.unoeste.br:8080/jspui/handle/jspui/1344
• topic: Nicotiana tabacum. Déficit hídrico. Osmorregulador.; Nicotiana tabacum. Water deficit. Osmoregulators.; CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA

A fim de mitigar os efeitos dos estresses ambientais, as plantas sintetizam e acumulam solutos orgânicos, chamados osmoprotetores, como a prolina. O uso de plantas transgênicas com alto acúmulo endógeno de prolina e também a aplicação exógena desse aminoácido têm se demonstrado benéficos em plantas sob estresses abióticos. Por atuar no balanço redox, a biossíntese de prolina poderia substituir/complementar as vias de dissipação de energia, válvula de malato e oxidase alternativa, pela regeneração do aceptor de elétrons NADP+, reduzindo os efeitos dos estresses. Também, por seu efeito no aumento da tolerância à deficiência hídrica, os mecanismos responsáveis pelo aumento de prolina tem o potencial de auxiliar na absorção de elementos minerais em plantas submetidas a este estresse. O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas fisiológicas, bioquímicas, moleculares e no perfil ionômico de plantas de tabaco selvagens e geneticamente modificadas para a superprodução de prolina submetidas a aplicações exógenas desse osmólito sob deficiência hídrica. O experimento foi realizado em casa de vegetação, utilizando um evento transgênico com expressão constitutiva do gene VaP5CSF129A e o controle não transformado (selvagem), duas doses de prolina: 0 e 10 mM e dois regimes hídricos: irrigado e deficiência hídrica. Aos trinta dias após o transplante das mudas para os vasos foram realizadas três aplicações foliares de prolina e três dias após a última aplicação a irrigação foi suspensa por nove dias. Após este período, as plantas foram reidratadas, avaliando-se a recuperação destas 48 h após a reidratação. Foram realizadas análises fisiológicas do conteúdo relativo de água, trocas gasosas foliares e biomassa, avaliações bioquímicas do conteúdo de prolina, peroxidação de lipídeos, conteúdo de proteínas solúveis totais e de clorofila total. Foram avaliadas a expressão dos genes P5CS1, P5CS2, P5CR, ProDH1, ProDH2, P5CDH, NADP-MDH, NAD-MDH, AOX e o transgene VaP5CSF129A, as atividades das enzimas NADP-MDH e ProDH e as razões NADP+/NADPH e NAD+/NADH. Também foi determinado o conteúdo de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn no nono dia após a suspensão da irrigação. As plantas transgênicas acumularam maior conteúdo de prolina sob deficiência hídrica e na recuperação do que as selvagens, sendo isto ainda maior com a aplicação exógena. Este acúmulo é relacionado com o aumento na expressão dos genes responsáveis pela biossíntese de prolina, principalmente NtP5CS1, e pela redução da expressão daqueles relacionados na sua via catabólica, especialmente NtProDH2. As plantas transgênicas foram menos afetadas pelo déficit hídrico e exibiram maior poder de recuperação. NADP-MDH e AOX foram menos ativas nas plantas transgênicas, principalmente com a aplicação exógena de prolina, sendo que este aminoácido atuou como um mecanismo complementar/compensatório para as vias de dissipação de energia. Com poucas exceções, o conteúdo dos elementos minerais foi maior com a suplementação de prolina tanto nas plantas irrigadas e como nas estressadas, mostrando que este tratamento influenciou mais o perfil ionômico das plantas de tabaco do que os regimes hídricos aplicados.