Estudo da resistência à seca em soja: avaliações fisiológicas, metabólicas e moleculares

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Silva, Adinan Alves da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Soja; Fisiologia vegetal; Plantas - Metabolismo; Fisiologia de Plantas Cultivadas
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/11881

A soja é a principal planta leguminosa cultivada no mundo. A elevada demanda pela soja se justifica na importância do seu grão para a alimentação humana e animal. Entretanto, o seu rendimento pode ser afetado pelos estresses abióticos, sendo a seca o fator ambiental mais impactante na sua produtividade. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar linhagens de soja contrastantes para a resistência à seca, mediante avaliações fisiológicas, bioquímicas e moleculares. Quatro genótipos de soja foram utilizados nos experimentos: cultivar Embrapa 48 (E48), referencial de tolerância ao déficit hídrico e 3 linhagens provenientes do Programa de Melhoramento da Soja da Universidade Federal de Viçosa, previamente caracterizadas como sensível (11644) e tolerantes (11377 e 13241) ao déficit hídrico. As plantas foram avaliadas em três condições: 1) plena irrigação (controle), 2) déficit hídrico (DH) após suspensão da irrigação do solo até atingir potencial hídrico foliar na antemanhã de -1,5 MPa, e 3) reidratação por 3 dias (RH), posterior ao déficit hídrico. Os genótipos 11644, 11377 e E48 alcançaram o potencial hídrico de -1,5 MPa após 8 dias de suspensão da irrigação, contra 10 dias na linhagem 13241. Menor área foliar constitutiva e maior incremento na concentração de ácido abscísico (ABA) foliar permitiram a linhagem 13241 exibir a menor redução no Teor Relativo de Água (TRA), após o déficit hídrico. De maneira inversa, a linhagem 11644 apresentou as maiores reduções no TRA e suculência foliar. O processo fotossintético foi igualmente inibido pelo déficit hídrico em todos os genótipos. Porém, o cultivar tolerante E48 exibiu maior incremento na eficiência no uso da água (EUA). O acúmulo de osmolitos foi mais expressivo nas linhagens 11377 e 13241. Nas análises dos componentes antioxidativos, a linhagem 11644 obteve maiores incrementos na concentração de espécies reativas de oxigênio (ROS), maior nível de peroxidação de lipídios e menor atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e dismutase do superóxido (SOD). Adicionalmente nessa linhagem, a glutationa teve limitada atuação contra o estresse oxidativo induzido pelo déficit hídrico. Na linhagem 13241, maiores incrementos na atividade da CAT, SOD, peroxidase do ascorbato (APX) e peroxidase da glutationa (GPX) indicam a participação efetiva dessas enzimas antioxidantes na defesa contra o estresse. No cultivar E48, metabólitos antioxidantes, como a glutationa e ascorbato, demonstraram papel mais importante. A partir desses resultados, pôde-se corroborar que dentre as linhagens, a 11644 foi a mais sensível ao déficit hídrico, enquanto a 13241 foi a mais tolerante. Por essa razão, a linhagem 11377 foi excluída das análises de perfil metabólico e expressão gênica. A avaliação do perfil metabólico demonstrou que a resposta dos genótipos ao déficit hídrico foi direcionada para o ajustamento osmótico, pelo aumento dos aminoácidos, carboidratos e poliaminas. Contudo, não foi possível por meio do perfil metabólico discernir níveis de tolerância ao déficit hídrico entre os genótipos. A análise da expressão gênica via PCR real time foi realizada somente com as linhagens 11644 e 13241. Os resultados não apresentaram diferenças significativas para a maioria dos genes avaliados, mas foi possível identificar um padrão evidente de resposta ao se observar as médias dos resultados. Genes diretamente envolvidos com: mecanismos de resistência à seca, biossíntese do ABA, defesas antioxidantes e fatores de transcrição responsivos a estresses, apresentaram aumento na expressão na linhagem 13241. Em conclusão, a linhagem 13241 apresenta maior tolerância ao déficit hídrico em comparação a 11377, e ainda, se equipara na maioria das respostas com aquelas apresentadas pelo cultivar E48. Por outro lado, os resultados evidenciam que a linhagem 11644 se mostra sensível ao déficit hídrico. Conclui-se também que a reidratação das plantas por 72 horas propiciou a recuperação da maioria dos parâmetros fisiológicos e bioquímicos para os mesmos níveis do tratamento controle. Todos esses resultados são importantes para a identificação e caracterização de mecanismos de tolerância de plantas cultivadas, que posteriormente poderão ser utilizados em Programas de Melhoramento da Qualidade da Soja, visando à geração de genótipos mais resistentes à seca.