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Composição, estrutura e implicações filogenéticas da parede celular e Pteridophyta

Processo: 05/02266-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2005
Vigência (Término): 31 de março de 2009
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Taxonomia Vegetal
Pesquisador responsável:Marcos Silveira Buckeridge
Beneficiário:Giovanna Bezerra da Silva
Instituição-sede: Instituto de Botânica. Secretaria do Meio Ambiente (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Parede celular vegetal   Pteridophyta   Xiloglucano

Resumo

Em estudos anteriores (tese de mestrado FAPESP) enfocamos as composições as paredes celulares de 11 espécies de pteridófitas escolhidas conforme as árvores filogenéticas mais atuais, as quais são baseadas na morfologia das plantas e em marcadores moleculares. Nossos resultados sugerem que há dois grupos principais, um que apresenta xiloglucanos e outro com galactomananos como hemiceluloses principais. Tais dados não corroboraram a filogenia corrente e sugeriram que a parede celular parece ter sofrido a mesmas alterações várias vezes durante a evolução de forma similar à evolução dos sistemas fotossintéticos C4 e CAM em Bromeliaceae, por exemplo. Neste projeto pretendemos avançar nossos estudos, estendendo-os para um maior número de espécies (até 100) com a finalidade de compreender melhor a evolução das hemiceluloses em pteridófitas. Com a finalidade de acelerar a estratégia de análise, executamos análises preliminares da composição de hemiceluloses de amostras frescas e de herbário de duas das espécies analisadas anteriormente [Blechnum polypodioides (herborizada em 2004) e Adiantum radiannum (coletada e herborizada em 1968)] e verificamos que as composições das paredes dos dois polissacarídeos não se alteraram com a herborização. Com base nestas descobertas, a presente proposta pretende analisar um número maior de espécies de pteridófitas utilizando a análise das hemiceluloses diretamente por hidrólise enzimática especifica e subseqüente análise dos fragmentos por espetrometria de massas MALDI-TOF (método já estabelecido para xiloglucanos pelo Prof. Markus Pauly do Instituto Marx Planck de Golm, Alemanha e testado para a hemicelulose de Blechnum polypodioides com sucesso por Marcos Buckeridge). Paralelamente, 15 espécies serão submetidas ao fracionamento completo da parede celular com subseqüentes análises de monossacarídeos e duas delas serão submetidas a análises estruturais mais completas por metilação, acetilação, hidrólise e CG-MS. Os resultados serão analisados através de análises multivariadas com os dados de MS-MALDI-TOF com a finalidade de verificar a existência de agrupamentos de espécies com estrutura fina das hemiceluloses variável. Com estes dados, será também possível fazer análises de agrupamento levando em conta aspectos ecológicos das espécies, como o bioma onde ocorrem, habito etc. Além de permitir uma melhor avaliação da hipótese levantada no trabalho anterior de que a evolução da parede celular não segue a filogenia de pteridófitas, o número relativamente grande de espécies a ser estudado servirá para compreender aspectos importantes relacionados à evolução das pteridófitas nos neotrópicos. De um ponto de vista da biodiversidade, a obtenção de conhecimento sobre os padrões evolutivos da parede celular será também de grande valia para futuros projetos de prospecção de novos polissacarídeos para aplicações biotecnológicas com vistas ao uso sustentável a biodiversidade. (AU)