Características anatômicas e bioquímicas para reconhecimento dos tipos fotossintéticos de poáceas da subtribo arthropogoninae

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Mendonça, Ane Marcela das Chagas
• Orientador(a): Barbosa, João Paulo Rodrigues Alves Delfino
• Banca de defesa: Ribeiro , Rafael Vasconcelos, Marchiori, Paulo Eduardo Ribeiro, Lira, Jean Marcel Sousa, Pereira, Fabricio José
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Agronomia/Fisiologia Vegetal
• Departamento: Departamento de Biologia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Gramíneas; Arthropogoninae; Clado Homolepis/Mesosetum; Células da bainha do feixe vascular; Evolução C4; C4 evolution; Grasses; Homolepis/Mesosetum clade; Bundle sheath cells
• Área do conhecimento CNPq: Fisiologia Vegetal
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/13039

A via C4 surgiu em resposta ao declínio de CO2 atmosférico durante o Oligoceno. Por estar dividida em dois compartimentos, a célula do mesofilo (M) e da bainha do feixe vascular (BFV), esse tipo fotossintético diminui as altas taxas fotorrespiratórias da via ancestral C3, concentrando CO2 no sítio da Rubisco. Condições paleoclimáticas como, aumento da aridez e de queimadas permitiu a expansão de biomas de plantas que utilizam essa via. Atualmente, plantas C4 ocupam áreas tropicais e subtropicais, sendo todas as gramíneas C4 classificadas no clado PACMAD. Frente a condições de aquecimento global, culturas C3, como o arroz, reduzem o rendimento fotossintético, sendo a inserção da via C4 uma alternativa para aumento de produção. O agrupamento de origens C4 na subtribo Arthropogoninae/ clado Homolepis/Mesosetum (clado PACMAD) faz desse grupo importante para o estudo das intermediárias C3 proto-Kranz, C2 e C4-like. Objetivou-se avaliar características chave entre as vias C3 e C4 para espécies da subtribo Arthropogoninae. Realizou-se o levantamento das espécies da subtribo já coletadas no Brasil, para determinação da distribuição ambiental em relação à altitude, temperatura, fogo e seca. Com fragmentos foliares herborizados determinou-se a composição isotópica de carbono (δ 13 C) e a anatomia foliar. Rizomas foram coletados e cultivados para análises anatômicas, ultraestruturais, de imunomarcação enzimática e de trocas gasosas. Os dados foram analisados pela ANOVA, sendo comparados pelo teste de Tukey (P<0,05). Gêneros “não C4” e C4 apresentaram sobreposição em relação à distribuição ambiental, porém plantas C4 estão mais relacionadas a latitudes baixas, altas temperaturas e maior risco de seca. Em relação ao δ 13 C, os dados estabeleceram um padrão entre “não C4” e C4, podendo indicar presença de intermediárias. Num gradiente C3, intermediárias e C4 houve diminuição da distância entre feixes vasculares e de número de células. Nas células M a maior quantidade de organelas foi registrada para as espécies C3, enquanto nas células BFV o maior número de cloroplastos na C4. A presença de GDC nas mitocôndrias de ambos os tipos celulares em H. isocalycia permite classificá-la como C3 proto-Kranz. Já a H. aturensis é uma C2, uma vez que a GDC é restrita à célula BFV. Essas características promovem redução nos valores de ponto de compensação de CO 2 quando comparadas à C3 H. glutinosa. Dessa forma os dados mostraram que as espécies C3 e intermediárias da subtribo Arthropogoninae apresentam características que podem ser consideradas préadaptações para o surgimento C4. A presença de diferentes tipos intermediários e a relação filogenética como um gênero C4 faz do clado Homolepis/Mesosetum um modelo emergente para estudos de evolução da via C4 em poáceas.