Avaliação do metabolismo fotossintético de plantas transgênicas de tabaco (Nicotiana tabacum) que expressam o gene Lhcb1*2 constitutivamente, em condições de alta luminosidade - Pinto, Luciana Santos Rodrigues Costa (2000)
A luz é um fator determinante da produtividade das plantas. Entretanto, pode também ser limitante ao füncionamento do aparato fotossintético. Assim, as plantas precisam adaptar-se aos níveis de luz em seu ambiente para preservar e optimizar a funcionalidade do aparato fotossintético. Tais adaptações tornam-se cruciais sob condições onde o fluxo de energia absorvida excede ou limita a capacidade fotossintética. A adaptação do aparato fotossintético à luz requer um delicado e preciso balanço entre a necessidade do uso da luz absorvida para a fotossíntese e a dissipação segura do potencialmente danoso excesso de energia luminosa (Gilmore, 1997). Apesar da capacidade de aclimatação das plantas às condições de luz em seu ambiente ser bastante conhecida e extensivamente descrita, os mecanismos que governam esse processo são ainda desconhecidos (Lindahl et al., 1995; Yang et al., 1997). A conversão da energia solar em energia química durante a fotossíntese é um evento de membrana, pois os componentes envolvidos na captação de luz, transporte de elétrons e reações enzimáticas, necessárias para a produção de compostos ricos em energia (ATP e NADPH), estão todos ligados à membrana dos tilacóides nos cloroplastos (Anderson & Styring, 1991). As proteínas (Cab) são as mais abundantes proteínas, associadas ao LHCIIb da membrana dos tilacóides de plantas superiores. Esse complexo não é apenas um componente-chave para a captação e transferência de energia luminosa, mas também é essencial para a regulação e distribuição da energia de excitação dentro do aparato fotossintético em resposta às flutuações de curto e longo prazo na intensidade e qualidade da luz (Anderson & Andersson, 1988). Os polipeptídeos que formam o LHCII são codificados por famílias de multigenes nucleares, os genes Lhe (Jansson et al., 1992). Plantas transgênicas de tabaco (Nicotiana tabacum) que expressam constitutivamente o gene quimérico Lhcbl*2 de ervilha (Ko et al., 1992) foram usadas como modelo para estudos de ajustes do metabolismo a curto e longo prazo e mecanismos de aclimatação em resposta à alta luminosidade, comumente encontrada em condições de campo. A avaliação do metabolismo fotossintético foi feito através de estudos de assimilação de CO2, fluorescência da clorofila a, fluxo de metabólitos do Ciclo de Calvin-Benson e síntese de açúcares (amido e sacarose), além de estudos de quantificação de pigmentos e carotenóides do Ciclo das Xantofilas, composição de proteínas do LHCII e PSII e alterações anatômicas e estruturais de folhas de tabaco transgênicas (TR1 e TR2) e selvagens (WTSR1). Os resultados obtidos mostraram que as plantas transgênicas apesar da superexpressão do gene Lhcbf *2, são capazes de se adaptar e se desenvolver em condições de alta luminosidade. Isso se deve principalmente , a mecanismos eficientes de fotoproteção via dissipação do excesso de energia absorvida, confirmado pelos maiores valores de NPQ, e também por alterações tanto na estrutura foliar quanto dos fotossistemas na membrana dos tilacóides, que pode ter levado inclusive, a mudanças na biogênese dos cloroplastos.