Estresse por baixa temperatura em arroz: aspectos moleculares, bioquímicos e fisiológicos

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Freitas, Gabriela Peres Moraes de
• Orientador(a): Braga, Eugenia Jacira Bolacel
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal
• Departamento: Instituto de Biologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fisiologia vegetal; Oryza sativa; Fatores de Transcrição; Proteínas de Transferência de Lipídeos; Fotossíntese; Transcription; Factors; Lipid Transfer; Proteins; Photosynthesis
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::FISIOLOGIA VEGETAL
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/3973

Devido a sua origem tropical, o arroz (Oryza sativa L.) é muito impactado pelo estresse causado pelas baixas temperaturas e consequentemente apresenta grandes perdas de crescimento e produtividade. É o segundo cereal mais consumido no mundo e o decremento na produção causado por eventos de temperatura extrema, pode ocasionar impactos significativos na economia mundial. A sensibilidade e os sintomas das respostas das plantas ao estresse por baixas temperaturas variam com o estádio de desenvolvimento. Observa-se que no estádio inicial ocorre um retardo e diminuição da germinação das sementes e no vegetativo, clorose foliar, baixa estatura e diminuição do perfilhamento. Já no reprodutivo ocorre o aborto e esterilidade das espiguetas, exerção incompleta da panícula, anormalidades no desenvolvimento das anteras, mancha dos grãos e maturação tardia e incompleta dos mesmos. Este trabalho teve como objetivo avaliar nos estádios vegetativo e reprodutivo, os mecanismos adaptativos de resposta ao estresse por baixas temperaturas, a nível molecular, bioquímico e fisiológico. Foram analisados 22 genótipos de arroz, da coleção “mini-core” do USDA para tolerância ao frio, in vitro, através de parâmetros morfológicos. Destes 22, foram selecionados quatro genótipos (dois tolerantes e dois sensíveis), para avaliação, no estádio vegetativo, de trocas gasosas, análises bioquímicas, expressão gênica e de proteínas. As análises de trocas gasosas e expressão gênica foram repetidas durante o estádio reprodutivo. Os primeiros efeitos do estresse por baixa temperatura foram identificados na fotossíntese em todos os genótipos e em ambos os estádios. O perfil bioquímico e dos genes de proteínas de transferência de lipídeos (LTPs), OsGH3-2, OsSRO1a, OsZFP245, OsTPP1 e as proteínas LRR-RLKs, BHLH, GLYI e LTP1, no estádio vegetativo, demonstraram que, apesar dos impactos da baixa temperatura nos genótipos tolerantes, houve um ajuste rápido para que a homeostase celular fosse mantida, mostrando uma clara diferença na expressão gênica entre os genótipos. Foi visualizado também que a expressão dos genes OsLTP7, OsLTP10, fatores de transcrição e genes induzidos por baixa temperatura foram maiores nos genótipos tolerantes, em ambos os tecidos. O estresse por baixa temperatura afetou severamente os parâmetros de produção, tendo uma perda no rendimento dos grãos de 40 e 90%, nos genótipos tolerantes e sensíveis, respectivamente. Assim, este estudo identificou o genótipo Nipponbare como tolerante a baixas temperaturas em ambos os estádios. Os genes LTP, OsGH3-2, OsSRO1a, OsZFP245 e OsTPP1 e as proteínas LRR-RLKs, bHLH, GLYI e LTP1, são bons candidatos para o “screening” de tolerância a baixas temperaturas, no vegetativo, enquanto que as OsLTP7, OsLTP10, OsNAC9, OsNAC10 e OsNAP podem ser usados, com o mesmo fim, no reprodutivo.