Explorando aspectos fisiológicos e moleculares em Guzmania monostachia (Bromeliaceae): estudo das vias funcionais da fotossíntese e de resposta a nutrientes.

• Processo: 18/12667-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Helenice Mercier
• Beneficiário: Helenice Mercier
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ana Zangirólame Gonçalves ; Marília Gaspar Maïs
• Auxílio(s) vinculado(s): 21/10991-0 - Análises transcriptômica e bioquímica revelam vias integrativas entre os metabolismos de carbono e nitrogênio em Guzmania monostachia (Bromeliaceae) sob seca., PUB.ART
• Assunto(s): Estresse hídrico Bromeliaceae Fotossíntese CAM
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: absorção de nitrogênio e potássio | Bromeliaceae | Estresse Hídrico | fisiologia de plantas epífitas | fotossíntese CAM | nutrição nitrogenada | Fisiologia vegetal

Resumo

Guzmania monostachia é uma bromélia epífita com tanque C3-CAM facultativa que sobrevive a intensas variações ambientais, como as intermitências no fornecimento de água e nutrientes. Trabalhos anteriores do nosso grupo mostraram que essa bromélia é induzível ao CAM na escassez d'água e sob baixa disponibilidade de N, podendo reverter à condição C3 quando reidratada. Tendo em vista sua plasticidade fotossintética, essa bromélia representa um bom modelo de estudo para compreender a interligação do CAM (i) com a fase fotoquímica da fotossíntese e (ii) sua regulação por nutrientes, principalmente por nitrogênio e potássio. Sabendo que o CAM confere às plantas uma maior eficiência no uso d'água e de N e que já estamos enfrentando um aumento das áreas áridas e oligotróficas na Terra, torna-se importante desvendar as estratégias fisiológicas que certas bromélias possuem para enfrentar os estresses hídrico e nutricional. Neste sentido, a partir do sequenciamento e da montagem de novo do transcriptoma de G. monostachia feitos anteriormente pelo nosso grupo, pudemos notar distintos perfis transcricionais ao longo do limbo foliar em função de variações na disponibilidade nutricional e hídrica e selecionamos duas vias funcionais desses resultados anteriores para o avanço de nossas pesquisas fisiológicas e moleculares: fotossíntese e resposta aos nutrientes. Por meio da via funcional fotossíntese, pretende-se investigar como o CAM afeta a estrutura responsável pela captação da energia luminosa no complexo antena/PSII e a capacidade de dissipação da energia excedente, por meio das análises da enzima fosfoenolpiruvato carboxicinase (PEPCK) e as expressões gênicas da PEPCK e dos genes do ciclo das xantofilas (VDE, violaxantina de-epoxidase e ZE, zeaxantina epoxidase). Por meio da via funcional resposta aos nutrientes, pretende-se investigar como as variações na disponibilidade de N e K+ regulam a indução do CAM, por meio das análises da enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) e das expressões gênicas da PEPC1 e dos genes que codificam os transportadores/reguladores da absorção de nitrato, amônio, ureia e potássio (NTR2, NTL1, AMT1, AMT3, DUR3, TIP2.2, AKT, HAK, CIPK). (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MERCIER, HELENICE; RODRIGUES, MARIA AURINEIDE; DA SILVA ANDRADE, SONIA CRISTINA; COUTINHO, LUIZ LEHMANN; KATAYAMA GOBARA, BRUNO NOBUYA; MATIZ, ALEJANDRA; MIOTO, PAULO TAMASO; GONCALVES, ANA ZANGIROLAME. Transcriptional foliar profile of the C-3-CAM bromeliad Guzmania monostachia. PLoS One, v. 14, n. 10, OCT 29 2019. (18/12667-3, 16/09699-5, 11/50637-0)

KATAYAMA GOBARA, BRUNO NOBUYA; RODRIGUES ALVES, FREDERICO ROCHA; PIKART, FILIPE CHRISTIAN; GONCALVES, ANA ZANGIROLAME; ALVES CURSINO DOS SANTOS, DEBORAH YARA; DE ALBUQUERQUE MELO DE PINNA, GLADYS FLAVIA; MERCIER, HELENICE. How does a C-3 epiphytic tank bromeliad respond to drought?. Botanical Journal of the Linnean Society, v. 192, n. 4, SI, p. 855-867, APR 2020. (13/22267-9, 18/12667-3, 16/09699-5, 11/50637-0)

GONCALVES, ANA Z.; LATSANIO, SABRINA; DETMANN, KELLY C.; MARABESI, MAURO A.; NETO, ANTONIO A. C.; AIDAR, MARCOS P. M.; DAMATTA, FABIO M.; MERCIER, HELENICE. What does the RuBisCO activity tell us about a C-3-CAM plant?. Plant Physiology and Biochemistry, v. 147, p. 172-180, FEB 2020. (16/09699-5, 18/12667-3, 11/50637-0)

KATAYAMA GOBARA, BRUNO NOBUYA; RODRIGUES ALVES, FREDERICO ROCHA; PIKART, FILIPE CHRISTIAN; GONCALVES, ANA ZANGIROLAME; ALVES CURSINO DOS SANTOS, DEBORAH YARA; DE ALBUQUERQUE MELO DE PINNA, GLADYS FLAVIA; MERCIER, HELENICE. How does a C-3 epiphytic tank bromeliad respond to drought?. Botanical Journal of the Linnean Society, v. 192, n. 4, p. 13-pg., 2020-04-01. (11/50637-0, 16/09699-5, 13/22267-9, 18/12667-3)

GONCALVES, ANA ZANGIROLAME; RAYNER OLIVEIRA, PAULO MARCELO; COUTINHO NETO, ANTONIO AZEREDO; MERCIER, HELENICE. Thinking of the leaf as a whole plant: How does N metabolism occur in a plant with foliar nutrient uptake?. ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY, v. 178, OCT 2020. (16/09699-5, 18/12667-3, 11/50637-0)