Desvendando os processos bioquímicos e moleculares envolvidos com as diferentes síndromes de polinização nas espécies Calibrachoa parviflora e Calibrachoa pygmaea

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Cazé, Ana Luíza Ramos
• Orientador(a): Freitas, Loreta Brandão de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Calibrachoa parviflora; Calibrachoa pygmaea; Polinização
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/150679

Mesmo espécies proximamente relacionadas podem apresentar enormes diferenças em caracteres florais, como cor da flor, emissão de essência floral e produção de néctar. Essas diferenças são frequentemente relacionadas a polinização por grupos específicos, conhecidos como síndrome de polinização. Adaptação para um especifico tipo de polinizador, pode levar a mudanças em síndrome de polinização, através de complexos processos, que envolvem alterações em diferentes características. Portanto uma maneira de entender como esses processos ocorrem se dá através de analises moleculares de caracteres individuais dentro das síndromes de polinização. Por consequência, características florais presentes em duas espécies proximamente relacionadas no gênero Calibrachoa, C. parviflora e C. pygmaea, as quais apresentam diferentes síndromes de polinização foram analisadas no intuito de entender os mecanismos e bases moleculares responsáveis pelas diferenças em síndrome de polinização nessas duas espécies e que podem ser relacionadas a processos de diversificação do gênero dirigida por interações planta- polinizador. C. parviflora apresenta flores na cor rosa, e possui características adaptadas a polinização por abelhas, enquanto que C. pygmaea possui flores brancas, emitem aroma floral e é adaptada para polinização via mariposas. O gênero Calibrachoa é relacionado com o gênero Petunia, e espécies de ambos os gêneros compartilham as mesmas síndromes de polinização, em Petunia muitos dos genes relacionados a cor das flores e emissão de compostos essência já foram identificados e caracterizados. Por exemplo o gene AN2 responsável pela diferença de cor das flores entre as espécies Petunia integrifolia e P. axillaris. Porém, análises desse gene em espécies de Calibrachoa demonstraram que nas espécies de C. parviflora e C. pygmaea esse gene não é o responsável pela diferença na cor das flores como se observa entre as espécies de Petunia. Alem disso, os pigmentos que compõem a cor das flores dessas duas espécies foram identificados como pertencentes as duas classes de pigmentos as antocianinas e os carotenoides, sendo a composição majoritária de antocianinas, da classe das delfinidinas. A composição dos pigmentos das duas classes, mostrou ser bastante espécie-especifica em que C. pygmaea produz maiores quantidades de carotenos do tipo β-caroteno e antocianidinas do tipo petunidina. Enquanto que, C. parviflora sintetiza maiores quantidade de carotenos do tipo luteína e antocianidinas do tipo petunidina e malvidina. As duas espécies são capazes de sintetizar antocianinas, embora apresentem diferenças na quantidade de produto originado, C. parviflora produz maiores quantidades de antocianinas do que C. pygmaea, portanto apresenta flores com maior pigmentação, já C. pygmaea produz baixa quantidade de antocianinas e então apresenta flores com baixa pigmentação. Através de obtenção de dados de transcriptoma para as duas espécies e via análises dos níveis de expressão gênica dos genes da via de biossíntese das antocianinas e flavonoides, observou-se que os genes responsáveis pela formação das antocianinas, e consequentemente pela cor das flores são expressos em maiores níveis em C. parviflora comparados com C. pygmaea. Portanto a diferença na cor das flores entre essas duas espécies pode ser atribuída a diferença de expressão dos genes responsáveis pela síntese de antocianinas. Com destaque a expressão do gene responsável pelo transporte das antocianinas para o vacúolo (AN9) e dos genes responsáveis pela acidificação do lúmen vacuolar (genes do PH) em C. pygmaea. Além disso, fatores regulatórios do tipo trans parecem estar atuando na regulação destes genes em C. pygmaea. Ademais, observações das flores de C. pygmaea mostraram que essa espécie possui um interessante fenômeno de mudança de cor das flores durante o dia, o qual mostrou ser influenciado pela presença de luz, induzindo pigmentação e mudando a cor das flores de brancas para amarelo claras no lado adaxial da corola e púrpura/ amarronzada no lado abaxial da corola, retornando a cor das flores para brancas ao crepúsculo e permanecendo brancas durante toda a noite. Esse fenômeno se relaciona com a síndrome de polinização da espécie. Uma outra característica floral importante na relação planta x polinizador é a emissão de aroma floral. Sabe se que espécies adaptadas para serem polinizadas por mariposas frequentemente liberam essência floral. Então, os compostos orgânicos voláteis de aroma emitidos pelas flores de C. pygmaea foram identificados e caracterizados neste trabalho. As análises revelaram que a maioria dos compostos de essência emitidos por C. pygmaea fazem parte dos benzenoides/ fenilpropanoides e mostram um ritmo controlado de emissão noturna, também associados a síndrome de polinização. Portanto, as características florais que estão conectadas com a síndrome de polinização foram analisadas pela primeira vez em espécies silvestres do gênero Calibrachoa pygmaea e C. parviflora. Os resultados aqui obtidos contribuem para um melhor entendimento de como se dá os processos de transição entre síndromes florais no gênero Calibrachoa, e que podem ser associados aos processos de diversificação no gênero. Através da identificação dos tipos de pigmentos produzidos pelas flores, bem como a identificação dos primeiros genes candidatos envolvidos na diferença de cor das flores entre estas duas espécies, e os tipos de compostos de essência floral emitidos por C. pygmaea.