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Effects of different carbohydrate sources on fructan metabolism in plants of Chrysolaena obovata grown in vitro

Processo: 15/18285-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de novembro de 2015 - 30 de abril de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Pesquisador responsável:Marília Gaspar Maïs
Beneficiário:Marília Gaspar Maïs
Instituição-sede: Instituto de Botânica. Secretaria do Meio Ambiente (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Frutanos  Cultura de tecidos  Sacarose  Inulina 

Resumo

Chrysolaena obovata (Less.) Dematt., denominada anteriormente Vernonia herbacea, é uma Asteraceae nativa do Cerrado, que acumula aproximadamente 80% da massa seca do rizóforo na forma de frutanos do tipo inulina. Em função da alta produção de inulina e ampla aplicação dos frutanos, um protocolo para cultivo in vitro de C. obovata foi recentemente estabelecido. Carboidratos são essenciais para o crescimento e desenvolvimento de plantas in vitro e também podem atuar como moléculas sinalizadoras envolvidas nos ajustes celulares e regulação metabólica. Por essa razão, plantas de C. obovata cultivadas in vitro foram submetidas a um déficit de carbono e transferidas para meio MS contendo sacarose, glucose ou frutose. Em seguida, a composição de frutanos e a atividade e expressão de genes codificando enzimas de síntese (1-SST and 1-FFT) e degradação (1-FEH) de frutanos foram avaliados. Para as análises de qRT-PCR, sequências parciais de dois diferentes genes de C. obovata, 1-SST e 1-FFT, foram isoladas. Como esperado, as sequências de C. obovata apresentaram maior identidade com proteínas de outras espécies de Asteraceae do que com proteínas relacionadas em Poaceae. O déficit de carbono estimulou a transcrição do gene 1-FEH e inibiu os genes 1-SST e 1-FFT, sendo que o fornecimento de carbono promoveu o perfil de expressão inverso para esses três genes. Com exceção de 1-FFT, uma correção positiva foi observada entre a atividade enzimática e a expressão do gene. Os resultados indicam que sacarose, frutose e glucose agem de modo similar no metabolismo de frutanos e que 1-FEH e 1-SST são transcricionalmente reguladas por açúcares nessa espécie. O cultivo de plantas em concentrações crescentes de sacarose estimulou a síntese e inibiu a mobilização de frutanos, além de induzir um padrão distinto de atividade enzimática para 1-SST e 1-FFT, indicando a existência de um mecanismo diferencial de regulação entre essas enzimas. (AU)