ROS e antioxidantes em Guzmania monostachia: a indução do CAM é uma estratégia de defesa para amenizar o estresse oxidativo?

Resumo

As espécies reativas do oxigênio (ROS) são formadas em reações decorrentes do metabolismo, como a fotossíntese e a respiração e agem como moléculas sinalizadoras que regulam muitos processos celulares, como crescimento, desenvolvimento e a respostas das plantas ao estresse. Plantas CAM apresentam capacidade de lidar com ambientes altamente mutáveis em virtude da flexibilidade reversível de adaptações morfológicas e fisiológicas a múltiplos estresses. Contudo, pouco se sabe sobre a via de sinalização de ROS em plantas com metabolismo CAM. Sabe-se, porém, que a produção de ROS é limitada em plantas CAM. Este projeto tem como objetivo encontrar resposta para a seguinte questão: a indução do CAM é uma estratégia para amenizar o estresse oxidativo? Para responder a essa questão consideramos várias hipóteses-chave a serem testadas: metabolismo CAM impede a produção de ROS? Plantas CAM apresentam sistema eficiente de resposta antioxidante? NO e hormônios vegetais interagem na regulação redox durante a indução do CAM? Para responder essas perguntas utilizaremos como modelo de estudo a bromélia epífita Guzmania monostachia, espécie essa capaz de ser induzida ao CAM de forma reversível, capaz de reverte à condição C3, o que poderá propiciar a obtenção de resultados bastante interessantes e inéditos sobre a importância das ROS durante a indução do CAM. Espera-se que com o desenvolvimento deste projeto possamos discutir sobre quais seriam os mecanismos de reajuste da homeostase redox em plantas CAM. As redes regulatórias, as quais controlam a produção e eliminação de ROS durante a indução do CAM, serão caracterizadas a partir de mudanças do estado C3 para CAM em folhas de diferentes estágios do desenvolvimento, provenientes de plantas em fases ontogenéticas distintas. A produção de ROS como o sistema de resposta antioxidante varia de acordo com o tipo e a severidade do estresse, uma vez que o funcionamento do sistema de resposta antioxidante depende, em parte, do tipo de fotossíntese das plantas. Desta forma, especial atenção será conferida à importância do sistema de resposta antioxidante durante a transição C3-CAM, visto que os antioxidantes apresentam um papel crucial na regulação redox. Buscar-se-á evidenciar as possíveis interações existentes entre os níveis endógenos dos hormônios vegetais e ROS durante a indução do CAM, uma vez que é conhecido que o sistema de sinalização das ROS está altamente integrado com as redes de sinalização dos hormônios vegetais. Os resultados obtidos com o presente projeto contribuirão para maior compreensão das estratégias fisiológicas e bioquímicas utilizadas durante o desenvolvimento dessa bromélia epífita quando exposta a condições ambientais adversas. Tais conhecimentos poderão futuramente ser utilizados como ferramentas biotecnológicas importantes, uma vez que a acumulação de ROS devido a alterações ambientais é uma das principais causas de perda de produtividade das culturas em todo o mundo.