Efeito do aumento do complexo clorofila a/b-proteína no metabolismo fotossintético de plantas transgênicas de tabaco (Nicotiana tabacum L., c.v. SR1 petite havana) - Real, Maria Juliana Usberti Decico (1997)
O complexo clorofila a/b - proteína (Cab) é o principal componente do sistema coletor de luz (light harvesting complex - LHC) presente nas membranas dos tilacóides de plantas superiores e algas, atuando como antena nos fotossistema I e fotossistema II, sendo portanto importante na captação de luz para a fotossíntese. A obtenção de plantas transgênicas com maior conteúdo de LHCII é uma alternativa para aumentar a eficiência de absorção de luz em ambientes sombreados. O objetivo do presente trabalho foi a caracterização do potencial fotossintético de plantas transgênicas de tabaco (Nicotiana tabacum) apresentando conteúdo de duas a três vezes maior de mRNA Cab e de proteínas CAB, que o nível endógeno. Esta análise foi feita através da comparação de diferentes parâmetros fisiológicos e metabólitos entre plantas transgênicas e selvagens, quando expostas a diferentes intensidades luminosas. Foi verificado também se as plantas transgênicas apresentavam outras alterações; além da capacidade fotossintética, e para isso foram estudados a morfologia e anatomia foliar e o conteúdo de amido e de proteínas de reserva das sementes. A capacidade fotossintética das plantas cultivadas em câmara de crescimento controlado em baixa (50μmol.m-2.s-1) e média (500μmol.m2.s1) irradiância foi estudada usando-se um sistema de congelamento rápido, onde as folhas foram submetidas a diferentes intensidades luminosas, concentrações de CO2 e temperaturas. O sistema estava acoplado a um fluorímetro e a um analisador de gás infravermelho, que além de permitir a medida de absorção de CO2 e fluorescência da clorofila a, possibilitou também que as folhas fossem congeladas em nitrogênio líquido para a extração de metabólitos do Ciclo de Calvin-Benson, carboidratos e enzimas, como a Sacarose-Fosfato Sintase (SPS) e as da assimilação de nitrogênio: Glutamina Sintetase (GS) e Nitrato Redutase (NR). Foi verificado também se as plantas transgênicas apresentavam outras alterações, além da capacidade fotossintética e para isso foram estudados a morfologia, anatomia foliar e o conteúdo de amido e de proteínas de reserva das sementes. Os resultados da análise morfológica e da anatomia foliar mostraram que as plantas transgênicas possuem espaços intercelulares maiores, maior número de cloroplastos por célula, além de folhas mais largas e maior biomassa. Quanto à capacidade fotossintética, as plantas transgênicas apresentaram uma maior taxa de assimilação de C02 em relação às selvagens, em condições limitantes de luz, bem como uma maior eficiência quântica do transporte de elétrons do PSII (ϕPSII), e um aumento em cerca de duas vezes da síntese de carboidratos. A análise de metabólitos mostrou um aumento da capacidade das plantas transgênicas em gerar ATP e reduzir PGA em condições de baixa intensidade luminosa. Em alta intensidade luminosa as plantas transgênicas mostraram uma menor capacidade fotossintética, sendo que a principal limitação destas plantas nestas condições parece ser a capacidade de síntese de produto final em uma velocidade capaz de reciclar Pi, compatível com o aumento de transporte de elétrons. Os resultados da análise das proteínas de reserva mostraram diferenças no padrão de bandas principalmente na fração albumina e globulina e também glutelinas, das plantas transgênicas em relação às selvagens. Quanto ao conteúdo de amido, este foi 72% maior nas sementes de plantas transgênicas, sugerindo que o aumento do conteúdo das proteínas Lhcb1*2 nestas plantas induziu mudanças no conteúdo de amido e padrão de proteínas de reserva das sementes