Caracterização fisiológica do mutante gun4 de Arabidopsis thaliana sob estresse luminoso / Physiological characterization of gun4 mutant of Arabidopsis thaliana under light stress

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Mutações em genes denominados GUN (Genome UNcoupled) têm auxiliado na compreensão das rotas de transdução de sinais do cloroplasto que controlam a expressão de genes fotossintéticos nucleares. Nesse sentido, o genótipo gun4 tem sido caracterizado em aspectos bioquímicos e moleculares, no entanto pouco se sabe sobre aspectos fisiológicos desse mutante. Diante disso, de forma a complementar essa caracterização fenotípica, o objetivo desse trabalho foi avaliar as respostas fotossintéticas do mutante gun4 de Arabidopsis thaliana sob diferentes níveis de luz. Plantas gun4, na ausência de estresse luminoso, apresentaram níveis de clorofila a e b, fluorescências mínima (Fo) e máxima (Fm) de folhas adaptadas ao escuro e rendimento quântico de dissipação não regulada de energia do fotossistema II (ΦNO) reduzidos em 20%, 26%, 18% e 32%, respectivamente, enquanto que o rendimento quântico efetivo do FSII (ΦFSII) e o coeficiente de extinção fotoquímico (qL) foram 11% e 20% maiores, respectivamente. Valores maiores de ETR (taxa de transporte de elétrons), ΦFSII e qL também foram observados em gun4 sob diferentes intensidades luminosas, demonstrando que este fenótipo transfere de forma mais eficiente a energia luminosa absorvida no complexo coletor de luz do FSII para o processo fotossintético. A taxa de assimilação líquida de carbono (A) e a condutância estomática (gs) foram 43% e 61% menores em gun4, respectivamente. Porém, não houve diferença no fluxo de absorção de 14CO2, sugerindo que a menor magnitude de A seja devido a uma restrição difusional ao influxo de CO2. Após 14 h de estresse, não houve diferença em A e os valores da taxa de transporte de elétrons (ETR) e ΦFSII foram reduzidos em 35% e 50%, respectivamente, tanto nas plantas gun4 como no tipo selvagem (WT). Entretanto, o rendimento quântico potencial do FSII (Fv/Fm) decresceu significativamente apenas em WT, sugerindo que gun4 possa minimizar, mais eficientemente, efeitos fotoinibitórios. Isto se evidencia, adicionalmente, nos maiores valores de coeficiente de extinção não fotoquímico (qN) e rendimento quântico de dissipação regulada de energia do FSII (ΦNPQ). Em conjunto, esses fenótipos fotoquímicos de gun4 podem explicar o maior aumento (48%) na conectância global da rede fotoquímica após 28 h de estresse, demonstrando a maior capacidade deste genótipo em ajustar seu aparato fotossintético em resposta ao estresse luminoso. Por fim, os resultados encontrados neste trabalho demonstraram a alta capacidade do genótipo gun4 em dissipar o excesso de energia luminosa absorvida sob estresse e, apesar da forte redução no teor de clorofila, transferir esta mais eficientemente. Isso sugere a existência de um mecanismo de adaptação dos fotossistemas de forma a compensar a redução na absorção de luz, indicando um valor importante deste mutante para explorar os mecanismos que controlam a plasticidade dos complexos protéicos fotoquímicos.

ASSUNTO(S)

arabidopsis thaliana gun4 estresse luminoso complexo coletor de luz redes fotossintéticas fisiologia de plantas cultivadas arabidopsis thaliana gun4 light stress complex light collector networks photosynthetic

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