Efeito da Giberelina A IND. 3 e do paclobutrazol no metabolismo de carboidratos e expressão genica da cana-de-acuçar (Saccharum sp.) / Effect of gibberellic acid A IND. 3 and the paclobutrazol in the carbohydrates metabolism and the genetic expression of sugarcane (Saccharum sp.)

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

A cana-de-açúcar pertence a família Poaceae e ao gênero Saccharum. Espécies pertencentes a essa família apresentam a via de fotossíntese C4, mais eficiente para a produção de biomassa quando comparadas com as plantas com metabolismo fotossintético C3 em condições de temperaturas elevadas. A cana-de-açúcar transformou-se em um importante potencial econômico e fonte de energia no mundo, devido a sua capacidade de estocar sacarose (cerca de 50% de seu peso seco) e produzir bioetanol. Nos últimos anos tornou-se alvo prioritário para diversos estudos através do melhoramento genético, biologia molecular, bioquímica e estudos fisiológicos. Os produtos provenientes da cana são amplamente utilizados pela população mundial e representam uma fonte alternativa para a geração de energia. O Brasil ocupa uma posição de destaque entre os países produtores de cana-de-açúcar (34% da produção mundial). Devido a sua origem interespecífica a cana possui um dos genomas mais complexos entre as espécies vegetais tornando-se um importante objeto de estudo para a obtenção de variedades produtivas e ou eficientes, melhor adaptadas às condições climáticas. A propagação clonal através do cultivo in vitro possibilita a obtenção mais rápida de indivíduos da espécie. A utilização de métodos de assepsia para a desinfestação e desinfecção sem causar danos aos tecidos que levam a morte da planta tornou-se um grande desafio para a obtenção de novas plântulas que permitam os estudos de biotecnologia. E o grande interesse em se estudar plantas de cana-de-açúcar se dá pelo acúmulo da sacarose, que ocorre na região do entrenó durante o desenvolvimento da planta. A genética clássica busca a melhora dessa característica, principalmente através do aumento da biomassa realizada pela fixação de carbono, no entanto, há um limitado aumento do conteúdo de sacarose. A giberelina é um fitormônio vegetal, largamente utilizada na agricultura e desempenha uma variedade de funções fisiológicas em plantas. O GA3 produzido industrialmente tem sido aplicado para estimular o crescimento da cana-de-açúcar, para auxiliar a germinação de cevada, na produção de frutas e verduras, entre outras. As giberelinas são extremamente ativas na indução do alongamento do caule. Estudos mostram que a aplicação de GAs provoca aumento no tamanho da célula e no número de células, indicando que as GAs atuam tanto no alongamento da célula como na divisão celular, o que potencializa um aumento na produtividade de sacarose. Já o paclobutrazol (PBZ) atua inibindo a biossíntese de giberelinas. Ele bloqueia a biossíntese de GA, pois interfere nos primeiros passos da rota de oxidação do caureno, impedindo a formação das GAs, e por isso funciona como um controle negativo dos mecanismos de ação das giberelinas. Tanto a presença do paclobutrazol quanto da GA3 induzem alterações da expressão de genes específicos e a ativação de vias de sinalização que agem cooperativamente na tentativa de aliviar o efeito do estresse na tentativa de estabelecer o retorno à homeostasia celular. Nosso maior objetivo nesse estudo é tentar identificar o mecanismo de ação das GAs, para permitir uma melhor compreensão das alterações tanto morfológicas e fisiológicas sofrida pelas plântulas. Para isso em nossos estudos foram selecionados genes que pudessem apresentar relação com metabolismo de carboidratos, com respostas hormonais, com metabolismo de ácidos nucleícos, com a fotossíntese, com o desenvolvimento, com divisão celular, com metabolismo de proteínas, além de diversos fatores de transcrição que possam estar envolvidos nesses processos, baseados em resultados do metabolismo de carboidratos encontrados nas analises bioquímicas das plântulas, assim como nos cortes anatômicos. O resultados mostraram interferência do GA3 no acúmulo de carboidratos, no alongamento celular, em genes relacionados com a via de transdução de sinal das AUX, biossíntese de AUX, GA, além de genes e fatores de transcrição relacionados com o ciclo celular, fotossíntese, fixação de carbono e diversos estresses, entre eles o osmótico.

ASSUNTO(S)

cana-de-açúcar acido giberelico reação em cadeia de polimerase via transcriptase quantitativa carboidratos sugarcane gibberellic acid quantitative real-time polymerase chain reaction carbohydrates

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