Caracterização fisiológica e análise proteômica diferencial de genótipos de soja submetidos a deficit hídrico

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Mesquita, Rosilene Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Glicine Max; Déficit hídrico; Eletroforese; Espectrometria de massa; Fisiologia Vegetal
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7862

Entre os fatores abióticos que limitam a produtividade das plantas destaca-se a disponibilidade hídrica do solo. Compreender os mecanismos como plantas respondem ao estresse hídrico é crucial para prever os impactos das alterações climáticas sobre a produtividade das culturas e dos ecossistemas. O presente trabalho teve por objetivo identificar proteínas cuja alteração de sua expressão esteja associada à maior tolerância a seca em soja e que permita fornecer evidencias sobre mecanismos moleculares e fisiológicos envolvidos na resposta ao deficit hídrico em soja, caracterizando fisiologicamente os genótipos contrastantes. As plantas foram avaliadas em condições de plena irrigação (controle) e sob deficit hídrico imposto pela suspensão da irrigação até que as plantas atingissem um potencial hídrico na antemanhã (ψ am ) de -1,0 MPa (moderado) e -1,5MPa (severo). As plantas do cultivar BRS 16 (sensível à seca) alcançaram o ψ am com uma média de atraso de dois dias para ambos os níveis de deficit em relação ao cultivar Embrapa 48 (tolerante à seca). Estes resultados são consistentes com uma melhor economia hídrica no cultivar tolerante. As análises de trocas gasosas e fluorescência da clorofila a mostraram que estes cultivares exibem mecanismos diferenciais em resposta às condições de deficit hídrico. Sob estresse moderado, a fotossíntese (A) foi maior no cultivar tolerante, embora não fosse detectada diferença em condutância estomática (gs) e na razão Ci/Ca entre os cultivares. A redução proporcional da transpiração (E) sob estresse hídrico progressivo sempre foi menor no cultivar tolerante, contribuindo para que o mesmo tenha tido sempre um maior nível de eficiência do uso da água. Na ausência de estresse e sob deficit hídrico moderado, houve um paralelismo entre a redução da A e a ETR, mostrando sempre o cultivar tolerante as maiores taxas. Quando sob condições de deficit hídrico, ambos os cultivares apresentaram um aumento na fração de luz absorvida que não é dissipada termicamente e nem utilizada na fase fotoquímica do FSII (P E ). Analisando a fração de luz absorvida que é dissipada termicamente (D), o cultivar tolerante Embrapa 48 apresentou menores valores de D, quando comparados ao cultivar sensível BRS 16, tanto em condições irrigadas, quanto sob deficit. Entretanto este aparente excesso de energia não foi traduzido em dano oxidativo, sugerindo que os mecanismos antioxidativos teriam uma maior atividade frente a maior geração de espécies reativas de oxigênio no cultivar sensível. As proteínas diferencialmente expressas de folhas de soja foram analisadas através de géis bidimensionais associados a identificação por espectrometria de massas (MALDI-TOF-TOF). Os dados da análise proteômica diferencial dos cultivares contrastantes revelam que existe uma modulação na expressão de proteínas com destaque para proteínas do metabolismo, como as de síntese de aminoácidos e fotossintéticas, as quais mostraram-se mais abundantes no cultivar tolerante tanto na condição irrigada como sob deficits, sendo que sob estresse severo houve uma redução na expressão de proteínas Fe-SOD relacionadas ao estresse oxidativo, o que confirma os dados de maior atividade enzimática desta enzima no cultivar sensível, nestas condições. O estudo do proteoma diferencial no cultivar tolerante apresentou somente duas proteínas com possíveis funções na sinalização da resposta ao estresse hídrico. Uma delas é a anexina 1, expressa em maiores níveis sob estresse moderado. A outra proteína de sinalização induzida no cultivar Embrapa 48 sob estresse hídrico é uma proteína da classe do fator transcricional MYB R2R3. Este trabalho ilustra o valor do uso combinado de estudos fisiológicos associados à análise do proteoma diferencial. Melhor encadeamento de evidencias é obtido, e uma seleção mais clara de mecanismos de tolerância potenciais pode ser realizada, apesar do limitado numero de proteínas de função conhecidas identificadas como diferencialmente expressas.