Análise do transcriptoma foliar de Eucalyptus grandis em resposta às fertilizações potássica ou sódica sob condição hídrica normal ou de restrição

• Autor(a) principal: Silva, Hana Karina Pereira da
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-06012016-103304/
• topic: Eucalyptus grandis; Fertilização potássica; Fertilização sódica; Potassium fertilization; Restrição hídrica; RNA-Seq; RNA-Seq; Sodium fertilization; Transcriptômica; Transcriptomics; Water deficit

No Brasil, o eucalipto é uma das principais fontes de matéria-prima para a produção de celulose e papel. A crescente demanda por sua madeira tem levado à expansão dos plantios florestais para regiões com déficit hídrico e baixa fertilidade do solo, resultando no interesse pela obtenção de plantas tolerantes à condições ambientais estressantes. Nas plantas, o déficit hídrico acarreta diversas respostas fisiológicas, bioquímicas e moleculares. Estudos fisiológicos observaram que plantas com um adequado suprimento de potássio (K+) são mais tolerantes à seca. Contudo, na nutrição de algumas plantas, o sódio (Na+) pode substituir parcialmente o K+. Como muitas áreas agricultáveis do mundo são deficientes em potássio, essa pode ser uma solução mais econômica para a fertilização dos plantios florestais. Assim, é de sumo interesse compreender à nível molecular os mecanismos de interação entre esses minerais com a água e suas consequências para o metabolismo da planta, visando a sustentabilidade dos plantios florestais e o desenvolvimento de programas de melhoramento genético florestal. Neste contexto, o presente trabalho objetivou realizar o estudo do transcriptoma foliar de Eucalyptus grandis visando identificar e categorizar funcionalmente transcritos diferencialmente expressos para os quais o efeito de interação entre os fatores fertilização e água foi significativo, considerando três regimes de fertilização (controle (C) ou fertilização com potássio (+K) ou sódio (+Na)) associados a dois regimes hídricos (sem exclusão da precipitação interna (+H2O) ou 37% de exclusão da precipitação interna (-H2O)). Transcritos relacionados às funções osmótica, fotossíntese e metabolismo do carbono foram selecionados para estudos mais detalhados. Para a análise do transcriptoma foi utilizada a técnica de RNA-Seq através da plataforma Illumina e diversos programas de bioinformática como o Bowtie 2, TopHat, pacote DEseq2 (programa R) para as análises estatísticas e Blast2GO para anotação e a categorização funcional. Seis comparações estatísticas foram realizadas: (I) +K+H2O vs C+H2O, (II) +Na+H2O vs C+H2O, (III) +K+H2O vs +Na+H2O, (IV) +K-H2O vs C-H2O, (V) +Na-H2O vs C-H2O e (VI) +K-H2O vs +Na-H2O. Nas comparações entre os tratamentos +H2O, transcritos relacionados ao metabolismo energético e ao processo biológico \"Crescimento\" foram mais abundantes em árvores fertilizadas com potássio e sódio. Nas comparações entre os tratamentos -H2O, transcritos que podem estar relacionados ao ajuste osmótico e transcritos associados ao processo biológico \"Resposta ao estresse\" foram mais abundantes em árvores fertilizadas com potássio. Ainda, foram associados ao tratamento +K-H2O transcritos que podem afetar a biossíntese da parede celular. Em ambos os regimes hídricos, transcritos associados ao fechamento estomático foram menos abundantes nas árvores fertilizadas com potássio. Verificou-se também que vias bioquímicas relacionadas ao metabolismo de açúcares e do carbono foram impactadas. Tais dados observados abrem novos caminhos para pesquisas futuras relacionadas à substituição parcial do potássio pelo sódio na fertilização de plantas, à melhor compreensão molecular do controle estomático e do metabolismo energético e à formação da parede celular influenciados por diferentes condições ambientais visando o melhoramento de tal espécie florestal.