Sinalização do óxido nítrico (NO) na resposta de defesa de plantas ao ataque de patógenos: análise da expressão gênica, produção de compostos secundários e bioenergética mitocondrial

Resumo

Estudos recentes vêm demonstrando que o radical óxido nítrico (NO) é um sinalizador importante no mecanismo de resistência de plantas ao ataque de patógenos e o presente projeto de pesquisa tem como objetivo aprofundar nosso conhecimento nesta área. Plantas de Arabidopsis thaliana duplo-mutantes para a enzima nitrato redutase (NR) (nia1 nia2) se tornam suscetíveis à bactéria Pseudomonas syringae e esta perda de resistência foi atribuída à incapacidade deste mutante prontamente produzir NO em resposta ao ataque da bactéria, incapacidade esta decorrente de seu baixo conteúdo de arginina e nitrito, os substratos para a síntese de NO. A resistência a patógenos é também afetada em mutantes de A. thaliana com diferentes níveis de expressão de S-nitrosoglutathiona redutase (GSNOR), uma enzima que, por alterar o conteúdo de S-nitrosotióis na planta, interfere na homeostase do NO. O papel do NO na defesa vegetal tem sido relacionado à sua ação na expressão gênica, aumentando a produção de compostos de defesa, entre estes, flavonóides e outros produtos do metabolismo secundário. A mitocôndria é um alvo e, também, uma organela essencial para o metabolismo do NO. Neste contexto, o presente projeto de pesquisa pretende: (1) analisar o padrão de expressão gênica (em larga escala) de plantas de A. thaliana em resposta à inoculação da bactéria Pseudomonas syringae, comparando-se as alterações encontradas no tipo selvagem com aquelas do mutante nia1 nia2 antes e após a recuperação dos níveis de aminoácidos ou NO; (2) analisar no modelo Arabidopsis-Pseudomonas o perfil de produtos do metabolismo secundário, particularmente compostos de defesa, e correlacionar com as alterações na expressão gênica; (3) analisar o efeito de extratos de soja e Citrus, ricos em produtos de defesa do metabolismo secundário, na síntese de NO através da auto-oxidação da L-arginina ou da redução ácida do nitrito; (4) analisar os efeitos da mutação para GSNOR na atividade da cadeia respiratória e no metabolismo de NO em mitocôndrias isoladas de A. thaliana. Os resultados a serem obtidos poderão enriquecer nosso conhecimento sobre os mecanismos de defesa vegetal, mediados por NO, contra o ataque patogênico. (AU)