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Carboidratos de reserva e de parede celular de plantas e de fungos filamentosos: alterações em resposta a aleloquímicos e a variações ambientais

Processo: 12/16332-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de novembro de 2012 - 30 de abril de 2015
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Pesquisador responsável:Marcia Regina Braga
Beneficiário:Marcia Regina Braga
Instituição-sede: Instituto de Botânica. Secretaria do Meio Ambiente (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Pesq. associados:Catarina Carvalho Nievola ; Danilo da Cruz Centeno ; Emerson Alves da Silva ; Kelly Simões ; Leonardo Mario Casano Mazza ; Marília Gaspar Maïs ; Nelson Augusto dos Santos Junior ; Rosemeire Aparecida Bom Pessoni
Assunto(s):Parede celular vegetal  Carboidratos  Fungos  Feromônios  Expressão gênica 

Resumo

A parede celular vegetal é uma estrutura altamente organizada e dinâmica, que além de sua função estrutural, também exerce papel fundamental em mediar respostas do ambiente, alterando sua estrutura e composição em resposta a estresses bióticos e abióticos. Recentemente, foi demonstrado pelo nosso grupo que sementes de Sesbania virgata, que acumulam galactomananos como carboidratos de reserva de parede celular, exsudam grandes quantidades de (+)-catequina e que este aleloquímico inibe a germinação e o crescimento de espécies agronômicas, porém não se conhece se esse efeito envolve alteração do metabolismo de carboidratos de reserva e de parede celular das sementes afetadas e se ele também inibe a germinação de espécies nativas co-ocorrentes com S. virgata. Resultados obtidos em projeto temático FAPESP anterior também indicaram que polissacarídeos pécticos da parede celular variam em resposta a alterações do ambiente em plantas de cerrado e entre sementes ortodoxas e recalcitrantes, sugerindo que o predomínio de polímeros pécticos neutros (arabinanos) pode levar a maior flexibilidade da parede, contribuindo para a tolerância à dessecação. Em fungos filamentosos isolados da rizosfera de plantas de cerrado, estudos anteriores revelaram alterações na espessura e composição de sua parede celular, liberação diferencial de enzimas extracelulares e biossíntese de oligossacarídeos em função da fonte de carbono disponível no meio de cultura. Esses resultados serviram de embasamento para a proposição deste projeto de pesquisa que além da continuidade e aprofundamento de análises com modelos já estudados, prevê a inclusão de novas espécies nativas brasileiras, como duas bromélias, uma planta revivescente e fungos filamentosos produtores de oligossacarídeos. O projeto está subdividido em 3 subprojetos que têm por objetivos: 1) avaliar a tolerância de espécies que co-ocorrem com S. virgata aos aleloquímicos exsudados por ela, tendo por base o metabolismo de carboidratos de reserva e de parede celular durante a germinação e utilizando agronômicas (arroz e tomate) para comparação; 2) analisar as variações na composição e estrutura dos polissacarídeos da parede celular em plantas nativas de cerrado e mata submetidas ao déficit hídrico e a baixas temperaturas 3) avaliar o efeito de frutose, inulina e sacarose sobre estrutura e composição da parede celular, na expressão de genes de sua biossíntese e na produção de oligossacarídeos em fungos filamentosos isolados da plantas do cerrado. O projeto contempla também a formação de recursos humanos pela participação de alunos de iniciação científica (PIBIC/CNPq), duas alunas de Mestrado, uma co-orientada de Mestrado, três alunos de Doutorado (2 CAPES-DINTER/ UNICAMP, 1 IBt), e uma técnica de nível médio, sob minha orientação. (AU)

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Publicações científicas (13)
(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)
CARVALHO, CAMILA PEREIRA; CARDOSO-GUSTAYSON, POLIANA; RODRIGUES, EDSON; BRAGA, MARCIA REGINA; MERCIER, HELENICE; NIEVOLA, CATARINA CARVALHO. Low temperature acclimation and de-acclimation of the subtropical bromeliad Nidularium minutum: Implications of changes in the NO, sugar content and NR activity. ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY, v. 159, p. 34-43, MAR 2019. Citações Web of Science: 2.
LEILYANE C.S. COELHO; DAIANE S.B. MIGNONI; FÁBIO S.B. SILVA; MÁRCIA R. BRAGA. Seed exudates of Sesbania virgata (Cav.) Pers. stimulate the asymbiotic phase of the arbuscular mycorrhizal fungus Gigaspora albida Becker & Hall. Hoehnea, v. 46, n. 1, p. -, 2019.
BROCH MIGNONI, DAIANE SALETE; SIMES, KELLY; BRAGA, MARCIA REGINA. Potential allelopathic effects of the tropical legume Sesbania virgata on the alien Leucaena leucocephala related to seed carbohydrate metabolism. Biological Invasions, v. 20, n. 1, p. 165-180, JAN 2018. Citações Web of Science: 3.
VIEIRA, EVANDRO ALVES; SILVA, KLEBER RESENDE; ORIANI, ALINE; MORO, CAMILA FERNANDES; BRAGA, MARCIA REGINA. Mechanisms of desiccation tolerance in the bromeliad Pitcairnia burchellii Mez: biochemical adjustments and structural changes. Plant Physiology and Biochemistry, v. 121, p. 21-30, DEC 2017. Citações Web of Science: 4.
MIGNONI, D. S. B.; SANT'ANA CABRAL, R.; TORRES, L. M. B.; BRAGA, M. R. Phytotoxic effects of Leucaena leucocephala seeds on seeds germination and seedling growth of rice and tomato. ALLELOPATHY JOURNAL, v. 42, n. 2, p. 279-294, NOV 2017. Citações Web of Science: 0.
VIEIRA, EVANDRO ALVES; CENTENO, DANILO DA CRUZ; FRESCHI, LUCIANO; DA SILVA, EMERSON ALVES; BRAGA, MARCIA REGINA. The dual strategy of the bromeliad Pitcairnia burchellii Mez to cope with desiccation. ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY, v. 143, p. 135-148, NOV 2017. Citações Web of Science: 4.
CENTENO, DANILO C.; HELL, ALINE F.; BRAGA, MARCIA R.; DEL CAMPO, EVA M.; CASANO, LEONARDO M. Contrasting strategies used by lichen microalgae to cope with desiccation-rehydration stress revealed by metabolite profiling and cell wall analysis. ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, v. 18, n. 5, p. 1546-1560, MAY 2016. Citações Web of Science: 9.
PESSONI, ROSEMEIRE A. B.; TERSAROTTO, CARLA C.; MATEUS, CASSIA A. P.; ZERLIN, JULIANA K.; SIMOES, KELLY; FIGUEIREDO-RIBEIRO, RITA DE CASSIA L.; BRAGA, MARCIA R. Fructose affecting morphology and inducing beta-fructofuranosidases in Penicillium janczewskii. SPRINGERPLUS, v. 4, SEP 9 2015. Citações Web of Science: 4.
CASANO, LEONARDO M.; BRAGA, MARCIA R.; ALVAREZ, RAQUEL; DEL CAMPO, EVA M.; BARRENO, EVA. Differences in the cell walls and extracellular polymers of the two Trebouxia microalgae coexisting in the lichen Ramalina farinacea are consistent with their distinct capacity to immobilize extracellular Pb. Plant Science, v. 236, p. 195-204, JUL 2015. Citações Web of Science: 8.
EL ID, VERA LYGIA; DA COSTA, BARBARA VALE; BROCH MIGNONI, DAIANE SALETE; VERONESI, MARINA BELLONI; SIMES, KELLY; BRAGA, MARCIA REGINA; DOS SANTOS JUNIOR, NELSON AUGUSTO. Phytotoxic effect of Sesbania virgata (Cav.) Pers. on seeds of agronomic and forestry species. JOURNAL OF FORESTRY RESEARCH, v. 26, n. 2, p. 339-346, JUN 2015. Citações Web of Science: 3.
SUGUIYAMA, VANESSA F.; SILVA, EMERSON A.; MEIRELLES, SERGIO T.; CENTENO, DANILO C.; BRAGA, MARCIA R. Leaf metabolite profile of the Brazilian resurrection plant Barbacenia purpurea Hook. (Velloziaceae) shows two time-dependent responses during desiccation and recovering. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 5, MAR 14 2014. Citações Web of Science: 24.
VERONESI, MARINA BELLONI; SIMOES, KELLY; DOS SANTOS-JUNIOR, NELSON AUGUSTO; BRAGA, MARCIA REGINA. Carbohydrate mobilisation in germinating seed of Enterolobium contortisiliquum and Peltophorum dubium (Fabaceae), two tropical trees used for restoration. Australian Journal of Botany, v. 62, n. 2, p. 132-140, 2014. Citações Web of Science: 0.
CARVALHO, CAMILA PEREIRA; HAYASHI, ADRIANA HISSAE; BRAGA, MARCIA REGINA; NIEVOLA, CATARINA CARVALHO. Biochemical and anatomical responses related to the in vitro survival of the tropical bromeliad Nidularium minutum to low temperatures. Plant Physiology and Biochemistry, v. 71, p. 144-154, OCT 2013. Citações Web of Science: 14.

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