Metabolismo de carboidratos em cana-de-açúcar sob déficit hídrico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Cruz, Ana Clara de Oliveira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
CARBOIDRATOS
CANA-DE-AÇÚCAR
OLIGOSSACARÍDEOS DA SÉRIE DA RAFINOSE
DÉFICIT HÍDRICO
CARBOHYDRATES
SUGARCANE
RAFFINOSE FAMILY OLIGOSACCHARIDES
WATER DEFICIT
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOCIÊNCIA - UFABC
Link de acesso: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=110478
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Danilo da Cruz Centeno
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Nesta perspectiva, o estudo de características agronomicamente desejáveis, como a tolerância ao déficit hídrico, em diferentes variedades é fundamental para a seleção de cultivares apropriadas e o desenvolvimento de cultivares mais produtivas, que elevem a produção de etanol, sem que haja uma expansão demasiada das áreas de cultivo de cana. Neste trabalho, indivíduos de cana-de-açúcar SP80-3280, uma das cultivares mais produzidas no Estado de São Paulo, foram cultivados em condições hídricas distintas e tiveram suas folhas mais jovens (folha +1) analisadas em diferentes aspectos. Os dados fisiológicos foram medidos no Infra-Red GAS Analyzer (IRGA). A quantificação relativa de transcritos foi feita através do método de PCR em tempo real (qPCR), para galactinol sintase (ScgolS), rafinose sintase (ScrafS) e estaquiose sintase (ScstaS), genes-chave na via dos Oligossacarídeos da Série da Rafinose (OSR), envolvida na tolerância à seca. As sequências codificantes de ScgolS, ScrafS e ScstaS, foram obtidas através de análises fenéticas, realizadas com as regiões codificantes de homólogos em milho, sorgo e cana. A quantificação dos metabólitos primários foi realizada através da técnica de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). Plantas que permaneceram sob déficit hídrico por 7 dias (DH - 7 dias) apresentaram diminuição em todos os parâmetros ecofisiológicos, e aumento nos níveis de mio-inositol, manitol, glicose, frutose, ácido quínico e ácido chiquímico. Já plantas com 20 dias de déficit hídrico (DH - 20 dias) mostraram diminuição na taxa de crescimento, no número de folhas verdes e na taxa fotossintética, mesmo com aumento nos níveis de condutância estomática e na concentração interna de CO2. Também apresentaram aumento nos níveis de frutose, galactose, ácido quínico e ácido chiquímico, e redução nos níveis de manitol. As plantas Reidratadas sobreviverem à reidratação e voltaram à crescer após o reestabelecimento da água, apresentando aumento na taxa fotossintética, mesmo com redução nos níveis de condutância estomática, na concentração interna de CO2 e na transpiração. Apresentaram também, aumento nos níveis de mio-inositol, manitol, frutose, ácidos orgânicos e ácidos graxos, e na quantidade relativa de transcritos de ScstaS. Em conclusão, plantas que passaram pelo déficit hídrico apresentaram redução da taxa de crescimento, maior quantidade de compostos relacionados ao ajuste osmótico, e não foi observada indução elevada dos genes-chave da via dos OSR. A sensibilidade de SP80-3280 ao déficit hídrico foi reafirmada, mas foi surpreendente a sobrevivência e reestabelecimento após a reidratação. Aparentemente, SP80-3280 induz mecanismos de prevenção ao déficit hídrico, que possibilitam sua sobrevivência, mas não consegue induzir suficientemente mecanismos de tolerância que garantam à planta melhores condições de crescimento diante do estresse.The search for renewable sources of energy has increased due to the worldwide preoccupation with the excessive use of fossil fuels, highlighting as alternative the ethanol produced from sugarcane. Cane planting is intense in Brazil, because it is a relatively well adapted crop to the different local conditions. However, biotic and abiotic stress can reduce productivity and generate great losses, especially in periods of drought. In this perspective, the study of agronomically desirable characteristics, such as tolerance to water deficit, in different varieties is fundamental for the selection of appropriate cultivars and the development of more productive cultivars, increasing the ethanol production, without extensive expansion of sugarcane planting areas. In this work, individuals of cultivar SP80-3280, one of the most produced in the State of São Paulo, were cultivated under different water conditions and had their youngest leaves (leaf +1) analyzed in different aspects. Physiological data were measured in the Infra-Red GAS Analyzer (IRGA). The relative quantification of transcripts was done by real-time PCR method (qPCR) for galactinol synthase (ScgolS), raffinose synthase (ScrafS) and stachyose synthase (ScstaS), keygenes in the Raffinose Family Oligosaccharides (RFO), involved in drought tolerance. The coding sequences of ScgolS, ScrafS and ScstaS were obtained through phenetic analyzes performed with the homologous coding regions of maize, sorghum and cane. The primary metabolites were quantified by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The plants that remained under water deficit for 7 days (DH - 7 days) presented a decrease in all the ecophysiological parameters, and increased levels of myo-inositol, mannitol, glucose, fructose, quinic acid and shikimic acid. Plants with 20 days of water deficit (DH - 20 days) showed a decrease in the growth rate, in the number of green leaves and in the photosynthetic rate, even with an increase in stomatal conductance and in the internal CO2 concentration. There was also an increase in the levels of fructose, galactose, quinic acid and shikimic acid, and reduction in mannitol levels. The rehydrated plants survived rehydration and returned to grow after water reestablishment, with an increasing in the photosynthetic rate, even with a reduction in stomatal conductance, internal CO2 concentration and transpiration levels. They also showed increased levels of myo-inositol, mannitol, fructose, organic acids and fatty acids, and at the relative amount of ScstaS transcripts. In conclusion, plants that underwent water deficit had a reduction in the growth rate, a greater number of compounds related to the osmotic adjustment, and no high induction of the key genes of the RFO pathway was observed. The sensitivity of SP80-3280 to water deficit was reaffirmed, but survival and reestablishment after rehydration was surprising. Apparently, SP80-3280 induces prevention mechanisms that allow its survival, but it can not sufficiently induce tolerance mechanisms that guarantee the plant better growth conditions in the face of stress.Centeno, Danilo da CruzMasuda, Hana PaulaMilazzotto, Marcella PecoraMaïs, Marília GasparCruz, Ana Clara de Oliveira2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf95 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=110478http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=110478&midiaext=76142http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=110478&midiaext=76141Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=110478porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-03-25T16:26:58Zoai:BDTD:110478Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-03-25T16:26:58Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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