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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
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de novembro de 2016 - 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 

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)