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Expressão da fotossíntese CAM em plantas de Guzmania monostachia (Bromeliaceae) em diversas fases ontogenéticas e em folhas em diferentes estágios de desenvolvimento

Processo: 11/04963-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2011
Vigência (Término): 30 de setembro de 2012
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Pesquisador responsável:Helenice Mercier
Beneficiário:Leonardo Hamachi
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Fotossíntese   Estágios de desenvolvimento   Bromeliaceae

Resumo

O metabolismo ácido de crassuláceas (CAM) é uma adaptação caracterizada principalmente pela fixação do carbono atmosférico durante a noite através da enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC). Em decorrência do fechamento estomático na maior parte do dia, a eficiência no uso da água das plantas CAM é maior do que a das plantas que realizam as fotossínteses C3 e C4, permitindo a conquista de ambientes xéricos. O CAM pode ser expresso em diferentes intensidades o que levou à caracterização de diversos tipos de CAM, como o C3-CAM facultativo. Este é de fundamental importância para algumas epífitas, dentre elas, as bromélias, como, por exemplo, a Guzmania monostachia, expostas a ambientes altamente variáveis em disponibilidade de luz, água e nutrientes, possuem a vantagem evolutiva de expressar desde a fotossíntese C3, quando hidratadas, até o CAM, quando a água se torna escassa. Tem-se observado freqüentemente que, além dos fatores ambientais, o estágio de desenvolvimento dos tecidos das plantas e do organismo como um todo exerce influência direta na expressão da fotossíntese CAM, porém ainda pouco se sabe sobre a sinalização desse fenômeno. Uma classe de hormônios importante para a ontogenia das plantas, as citocininas, parece estar envolvida na sinalização de indução ao CAM e reversão ao metabolismo C3 em plantas C3-CAM facultativas. Aplicações de citocininas em Mesembryanthemum crystallinum (Aizoaceae) mostraram-se efetivas em inibir a transcrição da enzima PEPC e a produção de ácidos orgânicos durante a noite. Porém, ainda não foram realizados trabalhos que investiguem o papel das citocininas endógenas no CAM ao longo do desenvolvimento das plantas. A espécie Guzmania monostachia, uma bromélia tanque C3-CAM facultativa, será o objeto de estudo desse trabalho, cujo objetivo será investigar essa espécie em diferentes estágios ontogenéticos e em diferentes fases do desenvolvimento de suas folhas quando submetidas ao estresse hídrico. Além disso, verificar-se-á um possível papel das citocininas como mediadoras da sinalização/regulação do CAM. Para tanto, pretende-se primeiramente acompanhar as variações de atividade das enzimas fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) e malato desidrogenase (MDH) e da acidez titulável ao longo de três fases ontogenéticas, estando as plantas submetidas à condição de estresse hídrico. A partir dos dados obtidos, a fase que apresentar a indução ao CAM mais intensa será utilizada para se estudar as variações dos teores endógenos de citocininas foliares. Três estágios diferentes do desenvolvimento das folhas serão selecionados para as dosagens. Portanto, este projeto pretende, em síntese, correlacionar os teores de citocininas endógenas com a capacidade de indução e modulação do CAM, tanto em nível tecidual quanto em nível do organismo como um todo. Será que no tecido mais juvenil, e possivelmente com maior teor de citocininas, a indução do CAM não ocorreria ou se expressaria de maneira menos intensa? Será que as plantas mais jovens teriam capacidade de expressar o CAM? (AU)

Publicações científicas
(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)
RODRIGUES, MARIA AURINEIDE; HAMACHI, LEONARDO; MIOTO, PAULO TAMASO; PURGATTO, EDUARDO; MERCIER, HELENICE. Implications of leaf ontogeny on drought-induced gradients of CAM expression and ABA levels in rosettes of the epiphytic tank bromeliad Guzmania monostachia. Plant Physiology and Biochemistry, v. 108, p. 400-411, NOV 2016. Citações Web of Science: 10.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
HAMACHI, Leonardo. Competência para a expressão da fotossíntese CAM em plantas de Guzmania monostachia (Bromeliaceae) em diferentes fases ontogenéticas. 2013. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências São Paulo.

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