Integrated analysis of gene expression from carbon metabolism, proteome and metabolome, reveals altered primary metabolism in eucalyptus grandis bark, in response to seasonal variation

• Processo: 16/19434-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitossanidade
• Pesquisador responsável: Carlos Alberto Labate
• Beneficiário: Carlos Alberto Labate
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Metabolômica Metabolismo Proteômica Eucalipto Publicações de divulgação científica Artigo científico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eucalyptus grandis | Metabolomics | Primary metabolism | Proteomics | RT-qPCR | Melhoramento Florestal

Resumo

Backgorund: Acredita-se que a variação sazonal desempenha um importante papel na regulação do crescimento das árvores, especialmente para Eucalyptus grandis, uma árvore de rápido crescimento. Esta variação pode induzir mudanças nos níveis de transcritos, proteínas e metabólitos de toda a planta. A casca representa um importante grupo de tecidos que protege as árvores da dessecação e do ataque de patógenos, e tem sido identificada como uma importante fonte de matéria prima para biocombustíveis derivados de lignocelulose. Apesar do crescente interesse, pouco é conhecido sobre os mecanismos moleculares que regulam o metabolismo da casca, particularmente nos países tropicais.Resultados: Neste estudo relatamos as alterações observadas no metabolismo primário da casca de E. grandis durante duas estações contrastantes no Brasil, verão (chuvoso) e inverno (seco), por meio da combinação de análises de transcritos (RT-qPCR), proteoma (2-DE) e metabolôma (GC-MS), de uma forma integrada. Vinte e quatro genes, envolvidos no metabolismo do carbono foram analisados nas duas estações. Onze apresentaram alta expressão no verão, três apresentaram alta expressão no inverno e dez não mostraram diferenças estatísticas no padrão de expressão. A análise proteômica usando géis 2-DE mostrou 77 proteínas expressando diferenças em abundância, com 38 spots mais abundantes no verão e 37 no inverno. Alguns metabolitos acumularam durante o inverno de modo estatisticamente significativo.Conclusões: Neste estudo revelamos a reconfiguração metabólica no metabolismo primário de cascas de E. grandis, desencadeadas pela variação sazonal. Dados de transcritos e proteínas sugerem que durante o inverno o acúmulo de carboidratos parece ser favorecido pelo metabolismo da árvore. Glicose, frutose e sacarose acumularam em níveis significantes durante o inverno. (AU)