Prospecção de genes responsivos a estresse hídrico em uma espécie neotropical : cajueiro (Anacardium occidentale)

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Capelari, Érika Frydrych
• Orientador(a): Margis, Rogerio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Anacardium occidentale; Estresse hídrico
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/254169

O estresse hídrico afeta as plantas em vários níveis de organização, do molecular ao morfológico e tem relevância na produtividade das culturas. Como resultado do aumento da seca em todo o mundo, a produtividade das culturas tem sido drasticamente afetada, levando a perdas significativas. Nas últimas décadas, as secas aumentaram em intensidade e frequência em muitas áreas ao redor do mundo. Para lidar com o estresse hídrico, as plantas desenvolveram diferentes estratégias para resistir ou tolerar baixos potenciais hídricos, que podem incluir ajustes moleculares, fisiológicos e morfológicos. No entanto, os mecanismos usados variam amplamente entre as espécies, genótipos, estágio de desenvolvimento da planta e em resposta ao progresso da seca através do tempo. Nos últimos anos, diversos estudos têm buscado elucidar como as plantas respondem molecularmente à seca. Embora esses estudos tenham se concentrado em plantas modelo, eles podem não refletir mecanismos de tolerância e resistência à seca em organismos diversos e de perfil arbóreo. Além disso, em plantas adaptadas ao semiárido, os mecanismos envolvidos em conferir tolerância à seca são pouco conhecidos. Por esta razão, uma melhor compreensão das consequências do déficit hídrico e estratégias adaptativas em espécies nativas e adaptadas à seca torna-se de grande importância para melhorar a produtividade agrícola no semiárido. O cajueiro (Anacardium occidentale) é uma espécie naturalmente adaptada a ambientes com baixa disponibilidade hídrica. Neste trabalho foi utilizada uma estratégia integrativa combinando análise fisiológica com RNA-seq de alto rendimento para entender as estratégias fisiológicas e moleculares adaptativas de Anacardium occidentale, variedade BRS226, em resposta ao estresse por déficit hídrico. As análises fisiológicas indicam que o cajueiro apresenta um comportamento isoídrico típico, com fechamento estomático precoce e gradual, decréscimos tardios na folha e na quantidade relativa de água e quase nenhum dano oxidativo celular. Também foi caracterizado o perfil transcricional de genes em resposta ao estresse hídrico moderado e severo e após a re-irrigação. Foram identificados 1733 genes diferencialmente expressos em amostras submetidas a estresse hídrico por 26 dias, dos quais 705 foram induzidos e 1028 foram reprimidos. Após a re-irrigação, 1330 (76,7%) genes retornaram à sua expressão basal. Entre os grupos de genes mais representativos estão genes relacionados à fotossíntese e cloroplasto, fatores de transcrição, transportadores, proteínas de choque térmico e genes envolvidos na eliminação de ROS. Outros genes relacionados às respostas ao estresse hídrico são aqueles envolvidos no metabolismo dos osmólitos e na sinalização de ABA como PP2C e SnRKs. Para confirmar os resultados do RNA-seq, foram escolhidos 13 genes para terem sua expressão diferencial validada por PCR quantitativo (qPCR). Para realização de estudos de genômica funcional em Arabidopsis thaliana, foram selecionados os genes DUF2 (domínio de função desconhecida) e POR-A (protoclorofilídeo oxidorredutase A), ambos genes validados por qPCR. Este foi o primeiro estudo a mostrar respostas moleculares de folhas de cajueiros submetidos ao estresse por déficit hídrico.