ROS e antioxidantes em Guzmania monostachia: a indução do CAM é uma estratégia de defesa para amenizar o estresse oxidativo?

• Processo: 14/03147-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Helenice Mercier
• Beneficiário: Maria Elizabeth Pereira de Abreu
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/50637-0 - Competência para a expressão do metabolismo ácido das crassuláceas (CAM) em bromélia epífita: sinalização, modulação da expressão, perfil transcricional e interação com o metabolismo de nitrogênio, AP.TEM
• Assunto(s): Estresse oxidativo Antioxidantes CAM
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antioxidantes | Cam | Estresse oxidativo | Guzmania monostachia | Ros | Fisiologia Vegetal

Resumo

As espécies reativas do oxigênio (ROS) são formadas em reações decorrentes do metabolismo, como a fotossíntese e a respiração e agem como moléculas sinalizadoras que regulam muitos processos celulares, como crescimento, desenvolvimento e a respostas das plantas ao estresse. Plantas CAM apresentam capacidade de lidar com ambientes altamente mutáveis em virtude da flexibilidade reversível de adaptações morfológicas e fisiológicas a múltiplos estresses. Contudo, pouco se sabe sobre a via de sinalização de ROS em plantas com metabolismo CAM. Sabe-se, porém, que a produção de ROS é limitada em plantas CAM. Este projeto tem como objetivo encontrar resposta para a seguinte questão: a indução do CAM é uma estratégia para amenizar o estresse oxidativo? Para responder a essa questão consideramos várias hipóteses-chave a serem testadas: metabolismo CAM impede a produção de ROS? Plantas CAM apresentam sistema eficiente de resposta antioxidante? NO e hormônios vegetais interagem na regulação redox durante a indução do CAM? Para responder essas perguntas utilizaremos como modelo de estudo a bromélia epífita Guzmania monostachia, espécie essa capaz de ser induzida ao CAM de forma reversível, capaz de reverte à condição C3, o que poderá propiciar a obtenção de resultados bastante interessantes e inéditos sobre a importância das ROS durante a indução do CAM. Espera-se que com o desenvolvimento deste projeto possamos discutir sobre quais seriam os mecanismos de reajuste da homeostase redox em plantas CAM. As redes regulatórias, as quais controlam a produção e eliminação de ROS durante a indução do CAM, serão caracterizadas a partir de mudanças do estado C3 para CAM em folhas de diferentes estágios do desenvolvimento, provenientes de plantas em fases ontogenéticas distintas. A produção de ROS como o sistema de resposta antioxidante varia de acordo com o tipo e a severidade do estresse, uma vez que o funcionamento do sistema de resposta antioxidante depende, em parte, do tipo de fotossíntese das plantas. Desta forma, especial atenção será conferida à importância do sistema de resposta antioxidante durante a transição C3-CAM, visto que os antioxidantes apresentam um papel crucial na regulação redox. Buscar-se-á evidenciar as possíveis interações existentes entre os níveis endógenos dos hormônios vegetais e ROS durante a indução do CAM, uma vez que é conhecido que o sistema de sinalização das ROS está altamente integrado com as redes de sinalização dos hormônios vegetais. Os resultados obtidos com o presente projeto contribuirão para maior compreensão das estratégias fisiológicas e bioquímicas utilizadas durante o desenvolvimento dessa bromélia epífita quando exposta a condições ambientais adversas. Tais conhecimentos poderão futuramente ser utilizados como ferramentas biotecnológicas importantes, uma vez que a acumulação de ROS devido a alterações ambientais é uma das principais causas de perda de produtividade das culturas em todo o mundo.

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)

ABREU, MARIA E.; CARVALHO, VICTORIA; MERCIER, HELENICE. Antioxidant capacity along the leaf blade of the C-3-CAM facultative bromeliad Guzmania monostachia under water deficit conditions. FUNCTIONAL PLANT BIOLOGY, v. 45, n. 6, p. 620-629, 2018. (11/50637-0, 14/03147-5)

CARVALHO, VICTORIA; ABREU, MARIA E.; MERCIER, HELENICE; NIEVOLA, CATARINA C.. Adjustments in CAM and enzymatic scavenging of H2O2 in juvenile plants of the epiphytic bromeliad Guzmania monostachia as affected by drought and rewatering. Plant Physiology and Biochemistry, v. 113, p. 32-39, APR 2017. (11/50637-0, 14/03147-5)