Investigação de mecanismos de tolerancia ao frio em genótipos de tolerância ao frio em genótipos de arroz (Oryza sativa L.) da subespécie indica durante as fases iniciais do desenvolvimento - Adamski, Janete Mariza (2015)
Plantas de arroz possuem grande importância para a alimentação humana, para a economia mundial e para a ciência. O Brasil é o maior produtor de arroz fora da Ásia, e mais de 60% do arroz brasileiro é produzido no Rio Grande do Sul, onde as plantas estão sujeitas a estresse por baixas temperaturas nas fases iniciais do desenvolvimento. Genótipos de arroz que apresentam tolerância ao frio são principalmente da subespécie japonica, enquanto que quase todo arroz produzido no Brasil é da subespécie indica, sensível ao frio. Neste trabalho, avaliou-se um grande número de genótipos de arroz indica quanto à tolerância ao frio durante a fase de germinação e em plantas jovens com três a quatro folhas. Foi constatada grande variação entre os genótipos, e duas linhagens oriundas do mesmo cruzamento, porém contrastantes quanto à tolerância ao frio, IRGA 959-1-2-2F-4-1-4-A (tolerante) e IRGA 959-1-2-2F-4-1-4-D-1-CA-1 (sensível), foram identificadas e escolhidas para caracterização. Análises fisiológicas mostraram que a performance fotossintética foi fortemente influenciada pelo frio nos dois genótipos. No entanto, o genótipo tolerante foi capaz de recuperá-la mais rapidamente após a exposição ao frio. A melhor performance parece estar relacionada com uma menor fração de redução de QA - e com o maior tamanho do pool de aceptores finais de elétrons do PSI. Adicionalmente, maiores níveis de ácido linoleico e maior deposição de celulose nas paredes celulares, assim como maior eficiência do sistema antioxidante foram observados no genótipo tolerante. O sequenciamento de bibliotecas de cDNA permitiu identificar genes diferencialmente expressos entre os dois genótipos, nas duas fases de desenvolvimento. Na fase de germinação, foram detectados 1.361 transcritos diferencialmente expressos. Destes, 758 mostraram-se mais expressos no genótipo tolerante ao frio, e 603 mostraram-se mais expressos no genótipo sensível. Este estudo revelou que vários processos são mais ativos no genótipo tolerante, incluindo taxas de divisão celular e de crescimento do coleóptilo. Na fase vegetativa, 1.305 genes exibiram padrões de expressão diferencial. Os produtos destes genes são importantes em várias rotas metabólicas, incluindo fotossíntese, metabolismo de carboidratos, síntese de parede celular, degradação proteica, detoxificação de espécies reativas de oxigênio e sinalização mediada por hormônios e Ca2+. A identificação de genes diferencialmente expressos nos dois genótipos nas fases de germinação e vegetativa, sob estresse por frio, será útil no planejamento de futuras abordagens biotecnológicas visando a tolerância ao frio em genótipos de arroz da subespécie indica.