Evolução molecular do Complexo IV proteico mitocondrial de plantas carnívoras da família Lentibulariaceae Rich. - Matos, Ramon Guedes [UNESP] (2023)
As plantas carnívoras ocorrem em ambientes terrestres e aquáticos pobres em nutrientes e possuem armadilhas capazes de atrair, capturar, matar e digerir suas presas para assimilar nutrientes necessários para seu desenvolvimento. Lentibulariaceae é uma das maiores famílias de plantas carnívoras com cerca de 370 espécies organizadas nos gêneros Genlisea A.St.-Hil., Pinguicula L. e Utricularia L. As espécies apresentam alta taxa respiratória mitocondrial e mutações nos genes da citocromo c oxidase I (cox1) do Complexo IV da cadeia respiratória. Estes eventos no gene podem ter alterado a funcionalidade das estruturas proteicas, impactando na adaptação das espécies, conforme é observado nas armadilhas que capturam presas em linhagens de Lentibulariaceae. Porém, tais informações foram baseadas apenas em sequências parciais somente do gene cox1. Visando compreender a história filogenética e os processos adaptativos do grupo, incluindo eventos de seleção nestes genes e mudanças em suas taxas evolutivas, esta tese teve como objetivos: a) investigar o conteúdo dos genes de citocromo c oxidase (Complexo IV), entender a história filogenética, se há seleção nestes genes e analisar a taxa evolutiva destes genes para ajudar a entender melhor o processo adaptativo dessas plantas; b) averiguar a evolução dos genes COX mitocondriais em plantas carnívoras e parasitas para compreender se houve um padrão no processo evolutivo acompanhado do modo de vida extremo e especializado; c) montar o mitogenoma de Genlisea tuberosa para explorar aspectos estruturais e evolutivos a partir de seu conteúdo. Como resultados principais, as mutações no complexo COX indicam que houve uma irradiação adaptativa entre espécies de Utricularia e Genlisea de modos diferentes sobretudo em suas armadilhas. Os resultados deste estudo ressaltam a rápida taxa evolutiva nas mitocôndrias dessas plantas peculiares, assim como refletidos em plantas com estilo de vida parasita. O dinamismo molecular no mitogenoma representado pela perda ou pseudogenização de genes, inserção de genes de outros compartimentos celulares, as repetições longas, bem como mutações acumuladas, pode ser reflexo do estilo de vida carnívoro. A sequência e anotação do mitogenoma de G. tuberosa serão úteis para estudos futuros, sendo pioneiro para o gênero Genlisea, e servirá como modelo para esclarecimentos evolutivos e taxonômicos do grupo, além de melhorar nossa compreensão da evolução do DNA mitocondrial em plantas.