Respostas fisiológicas, nutricionais e moleculares de cultivares de cana-de-açúcar brasileiras sob estresse por alumínio

• Processo: 21/04659-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
• Pesquisador responsável: Andrea Soares da Costa Fuentes
• Beneficiário: Andrea Soares da Costa Fuentes
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Alumínio Cana-de-açúcar Biotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aluminio | aluminum | cana de açucar | sugarcane cultivar | Biotecnologia

Resumo

A cana-de-açúcar é uma cultura de importância mundial. Seu cultivo se expandiu para áreas com solos contendo altos níveis de alumínio trocável (Al), um fator limitante para o desenvolvimento da cultura em solos ácidos. O estudo do comportamento fisiológico e nutricional da cana-de-açúcar, juntamente com seus padrões de expressão gênica em resposta ao estresse de Al, pode fornecer uma base para estratégias eficazes para aumentar a produtividade da cultura em solos ácidos. Cultivares de cana-de-açúcar foram avaliados quanto aos parâmetros fisiológicos (fotossíntese, condutância estomática e transpiração), nutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) e conteúdo de Al nas folhas e raízes, e expressão dos genes MDH, SDH por qPCR . Ambos os genes estão relacionados à produção de ácidos orgânicos, enquanto a SOD está relacionada ao estresse oxidativo. As cultivares de cana-de-açúcar brasileira RB867515, RB928064 e RB935744 exibiram respostas muito diferentes ao estresse induzido por Al. A exposição ao Al causou regulação positiva (SOD e MDH) ou regulação negativa (SDH, MDH e SOD), dependendo da cultivar, nível de Al e tecido vegetal. A RB867515 foi a cultivar mais tolerante ao Al, não apresentando declínio do teor de nutrientes no tecido vegetal, fotossíntese, transpiração e condutância estomática após exposição ao Al; exibiu o maior conteúdo de Al nas raízes e mostrou importante expressão dos genes MDH e SOD nas raízes. RB928064 apresentou baixa expressão de SOD apenas nas raízes e folhas, enquanto RB935744 mostrou expressão importante do gene SOD apenas nas folhas. As cultivares de cana-de-açúcar foram classificadas na seguinte ordem decrescente de tolerância ao Al: RB867515> RB928064 = RB935744. Esses resultados podem contribuir para a obtenção de cultivares tolerantes ao Al que possam exercer seu potencial genético em solos de baixa fertilidade e com baixa demanda de insumos agrícolas; a seleção de plantas potenciais para programas de melhoramento; e a elucidação dos mecanismos de desintoxicação do Al empregados por cultivares de cana-de-açúcar. (AU)