Caracterização da capacidade de indução ao CAM em plantas de Vriesea gigantea (Bromeliaceae) sob déficit hídrico

Resumo

O metabolismo ácido de crassuláceas (CAM) é uma adaptação caracterizada principalmente pela fixação do carbono atmosférico durante a noite através da enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC). Em decorrência do fechamento estomático na maior parte do dia, a eficiência no uso da água das plantas CAM é maior do que a das plantas que realizam as fotossínteses C3 ou C4, permitindo a conquista de ambientes xéricos. O CAM pode ser expresso em diferentes intensidades o que levou à caracterização de diversos tipos de CAM, como o C3-CAM facultativo. Este é de fundamental importância para algumas epífitas, dentre elas, as bromélias, como, por exemplo, a Guzmania monostachia, que quando expostas a ambientes altamente variáveis em disponibilidade de luz, água ou nutrientes, possuem a vantagem evolutiva de expressar desde a fotossíntese C3 até o CAM. A expressão do CAM pode apresentar grande plasticidade sob influência do desenvolvimento foliar, podendo estar relacionada à capacidade de armazenamento de malato nos vacúolos. A espécie Vriesea gigantea começou a ser estudada quanto à sua capacidade fotossintética recentemente no Laboratório de Fisiologia do Desenvolvimento Vegetal da USP. Por meio de experimentos preliminares, observou-se que essa bromélia, pode apresentar certo grau de expressão do CAM, quando folhas destacadas são submetidas ao déficit hídrico (induzida por PEG 6000 30%). No entanto, esse achado foi uma surpresa já que na literatura essa bromélia é sempre citada como uma espécie C3. Portanto, faz-se necessária a realização de um estudo mais aprofundado sobre o seu comportamento fotossintético, uma vez que essa bromélia poderia ser, na realidade, uma C3-CAM facultativa, expressando o CAM quando submetida à deficiência hídrica. Para tanto, esse projeto tem por objetivos principais investigar a capacidade de indução e a modulação da expressão do CAM em plantas jovens de Vriesea gigantea, submetidas à suspensão de rega. Além disso, investigar-se-á se folhas em diferentes estágios do desenvolvimento teriam uma capacidade diferencial de expressar o CAM entre si. Para a indução ao CAM, plantas de V. gigantea terão a rega suspensa por 7,14 ou 21 dias. Para as análises bioquímicas, as folhas da planta inteira serão agrupadas em três conjuntos: folhas jovens, folhas jovens totalmente expandidas e folhas maduras. Essas folhas serão divididas em três regiões foliares (porções apical, mediana e basal) uma vez que o CAM pode se expressar com diferentes intensidades em cada uma dessas regiões. A indução ao CAM será verificada por meio 1) da expressão relativa dos genes PEPC e MDH, 2) da atividade das enzimas fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) e malato desidrogenase (MDH), além da 3) quantificação do acúmulo noturno de ácidos orgânicos (através de análises em cromatografia a gás associada à espectrometria de massas). A junção de técnicas de biologia molecular, como a que será utilizada para obter a expressão de genes relacionados com a fotossíntese CAM, com análises bioquímicas/fisiológicas, constituirão numa importante abordagem para investigar mais profundamente o comportamento fotossintético dessa espécie. Tal abordagem é ainda pouco comum em pesquisas sobre a fotossíntese CAM tanto nacional como internacionalmente. (AU)