Como as plantas revertem, à noite, a desidratação causada pelo alumínio?

• Processo: 23/09043-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
• Pesquisador responsável: José Lavres Junior
• Beneficiário: Brenda Mistral de Oliveira Carvalho
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Aquaporinas Peroxidação de lipídeos Potencial osmótico Ecofisiologia vegetal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Al3+ | aquaporinas | Peroxidação Lipídica | potencial osmótico | Reidratação noturna | toxicidade por alumínio | Ecofisiologia Vegetal

Resumo

O sintoma mais evidente da toxicidade por alumínio (Al) é a inibição do crescimentoradicular, que pode ser acompanhada por danos anatômicos no xilema, redução dacondutividade hidráulica das raízes (Lpr), aumento da peroxidação lipídica e supressãode genes de aquaporinas (AQPs). Além disso, a toxicidade por Al causa redução dacondutância estomática (gs), do conteúdo relativo de água (CRA) e do potencial da água(¨w) nas folhas ao meio-dia (¨md). Curiosamente, a baixa hidratação foliar evidenciadadurante o dia não é acompanhada por baixo ¨w na pré-manhã (¨pd). De alguma forma,essas plantas revertem, durante a noite, a desidratação causada pelo Al. Considerando quedanos morfológicos e anatômicos são irreversíveis, é possível que alterações maisinstantâneas, como moleculares e bioquímicas, ocorram à noite. Genes de AQPs sãoafetados pelo ritmo circadiano das plantas e estão envolvidos na melhor hidrataçãoevidenciada durante a noite em Arabidopsis thaliana. A supressão dos genes PIP1;1 ePIP2;1 foi evidenciada, durante o dia, em Citrus x limonia expostas ao Al, e a expressãodurante a noite nunca foi analisada em plantas sensíveis ao Al. É possível que, durante anoite, o Al tenha efeito diferenciado sobre esses e outros genes da subfamília PIP. Otransporte transmembranar de água é também afetado pelo aumento da peroxidaçãolipídica, um dos primeiros efeitos de toxicidade por Al. Experimentos nos quais os efeitosdo Al não foram estudados, demonstraram que a peroxidação lipídica afeta o transportetransmembranar de água. Por exemplo, em Cucumis sativus, o H2O2 exógeno reduz Lprem até seis vezes, e uma alta concentração de H2O2 bloqueia 'reversivelmente' o Lpr emZea mays. Portanto, é possível que a reidratação noturna seja explicada, em parte, pelaredução da peroxidação lipídica nesse turno. De forma geral, a hidratação dos órgãos éinfluenciada pelo potencial osmótico (¨À) dos tecidos e pelo acúmulo de osmólitos nascélulas. Por exemplo, a diminuição do ¨À é associada à tolerância à seca, e plantastolerantes ao Al apresentam maior acúmulo de osmólitos nas células das raízes e folhas.Até o momento, não há relato de ajuste osmótico noturno em plantas sensíveis ao Al, eesse processo poderia aumentar a absorção de água e a hidratação dos órgãos durante anoite. Nesse contexto, elegemos C. x limonia, uma planta lenhosa e sensível ao Al, paratestar se a reidratação noturna está associada (1) ao aumento da expressão de genes deAQPs da subfamília PIP, (2) à redução do ¨À aumento da concentração de osmólitos,e (3) à redução da peroxidação lipídica nas raízes e folhas.