Análise dos mecanismos de reparo sob condições de estresses em Polytrichum juniperinum Hedw. (Polytrichaceae-Bryophyta)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2026
Autor(a) principal: Matos, Tamara Machado
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41132/tde-01042026-161017/
Resumo: As mudanças climáticas globais têm alterado significativamente o regime de estressores abióticos que afetam as plantas, aumentando a frequência, a intensidade e a duração de eventos como a instabilidade hídrica e a elevada incidência de radiação ultravioleta, especialmente do tipo UV-B. Embora esses fatores façam parte da variabilidade natural do ambiente, no cenário atual assumem papel central na limitação do desempenho fisiológico e metabólico e na sobrevivência de organismos fotossintetizantes. No Brasil, particularmente na região Sudeste, observa-se a intensificação de secas severas associadas a índices extremos de radiação UV, configurando um ambiente altamente desafiador para as plantas. Em situações severas de perda hídrica, como na dessecação, ocorre perda quase total da água celular, acompanhada pela interrupção parcial ou quase completa do metabolismo vegetal. Esse estado compromete a fotossíntese, promove desequilíbrio energético nos cloroplastos e intensifica a produção de espécies reativas de oxigênio, resultando em danos às membranas, pigmentos, proteínas e ao DNA. De forma semelhante, a radiação UV-B impacta negativamente o aparato fotossintético, a integridade genômica e o metabolismo celular. Quando esses estressores interagem entre si, seus efeitos são amplificados, elevando os custos metabólicos associados à proteção e ao reparo celular em um contexto de limitação de recursos. Em resposta a essas pressões, as plantas ativam mecanismos integrados de tolerância, incluindo sistemas antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos, síntese de solutos compatíveis, ajustes fotofisiológicos, indução de vias de reparo do DNA e modificações estruturais relacionadas à camada cuticular. Do ponto de vista evolutivo, a colonização do ambiente terrestre expôs as primeiras embriófitas, como as briófitas, a variações hídricas abruptas e à elevada incidência de radiação solar, tornando a tolerância à dessecação e a proteção contra o UV-B características centrais para sua sobrevivência. Em muitas espécies, a preservação estrutural no estado seco permite rápida retomada do metabolismo após a reidratação e reduz a suscetibilidade a danos foto-oxidativos. Entre as briófitas, os musgos de Polytrichaceae destacam-se por sua maior complexidade morfoanatômica, associada à retenção hídrica e à proteção contra alta irradiância. Polytrichum juniperinum é descrita como tolerante à dessecação e apresenta ampla distribuição no Brasil, ocorrendo em ambientes sujeitos a condições ambientais desfavoráveis, incluindo o estado de São Paulo. Diante do cenário climático atual e da escassez de estudos integrados sobre respostas fisiológicas e metabólicas a múltiplos estresses em espécies brasileiras, a investigação da tolerância à dessecação e à radiação UV-B em P. juniperinum constitui uma abordagem relevante para compreender estratégias adaptativas associadas à resiliência vegetal e os mecanismos que sustentam a sobrevivência de briófitas em ambientes extremos.
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No Brasil, particularmente na região Sudeste, observa-se a intensificação de secas severas associadas a índices extremos de radiação UV, configurando um ambiente altamente desafiador para as plantas. Em situações severas de perda hídrica, como na dessecação, ocorre perda quase total da água celular, acompanhada pela interrupção parcial ou quase completa do metabolismo vegetal. Esse estado compromete a fotossíntese, promove desequilíbrio energético nos cloroplastos e intensifica a produção de espécies reativas de oxigênio, resultando em danos às membranas, pigmentos, proteínas e ao DNA. De forma semelhante, a radiação UV-B impacta negativamente o aparato fotossintético, a integridade genômica e o metabolismo celular. Quando esses estressores interagem entre si, seus efeitos são amplificados, elevando os custos metabólicos associados à proteção e ao reparo celular em um contexto de limitação de recursos. Em resposta a essas pressões, as plantas ativam mecanismos integrados de tolerância, incluindo sistemas antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos, síntese de solutos compatíveis, ajustes fotofisiológicos, indução de vias de reparo do DNA e modificações estruturais relacionadas à camada cuticular. Do ponto de vista evolutivo, a colonização do ambiente terrestre expôs as primeiras embriófitas, como as briófitas, a variações hídricas abruptas e à elevada incidência de radiação solar, tornando a tolerância à dessecação e a proteção contra o UV-B características centrais para sua sobrevivência. Em muitas espécies, a preservação estrutural no estado seco permite rápida retomada do metabolismo após a reidratação e reduz a suscetibilidade a danos foto-oxidativos. Entre as briófitas, os musgos de Polytrichaceae destacam-se por sua maior complexidade morfoanatômica, associada à retenção hídrica e à proteção contra alta irradiância. Polytrichum juniperinum é descrita como tolerante à dessecação e apresenta ampla distribuição no Brasil, ocorrendo em ambientes sujeitos a condições ambientais desfavoráveis, incluindo o estado de São Paulo. Diante do cenário climático atual e da escassez de estudos integrados sobre respostas fisiológicas e metabólicas a múltiplos estresses em espécies brasileiras, a investigação da tolerância à dessecação e à radiação UV-B em P. juniperinum constitui uma abordagem relevante para compreender estratégias adaptativas associadas à resiliência vegetal e os mecanismos que sustentam a sobrevivência de briófitas em ambientes extremos.Global climate change has significantly altered the regime of abiotic stressors affecting plants, increasing the frequency, intensity, and duration of events such as water instability and elevated ultraviolet radiation, particularly UV-B. Although these factors are part of the natural variability of the environment, under current conditions they play a central role in limiting physiological and metabolic performance, besides the survival of photosynthetic organisms. In Brazil, particularly in the Southeast region, an intensification of severe droughts associated with extreme UV radiation indices have been observed, creating a highly challenging environment for plants. Under severe water loss, such as during desiccation, plants experience an almost complete loss of cellular water, accompanied by partial or nearly complete interruption of metabolism. This state directly impairs photosynthesis, promotes energy imbalance in chloroplasts, and intensifies the production of reactive oxygen species, resulting in damage to membranes, pigments, proteins, and DNA. Similarly, UV-B radiation negatively impacts the photosynthetic apparatus, genomic integrity, and cellular metabolism. When these stressors interact with one another, their effects are amplified, increasing the metabolic costs associated with cellular protection and repair under conditions of limited resources. In response to these pressures, plants activate integrated tolerance mechanisms, including enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems, synthesis of compatible solutes, photophysiological adjustments, induction of DNA repair pathways, and structural modifications related to the cuticular layer. From an evolutionary perspective, the colonization of terrestrial environments exposed early embryophytes, such as bryophytes, to abrupt fluctuations in water availability and high solar radiation, making desiccation tolerance and UV-B protection central traits for survival. In many species, structural preservation during the dry state allows rapid metabolic recovery upon rehydration and reduces susceptibility to photo-oxidative damage. Among bryophytes, Polytrichaceae mosses stand out due to their greater morphoanatomical complexity, which is associated with water retention and protection against high irradiance. Polytrichum juniperinum is described as desiccation-tolerant species and is widely distributed in Brazil, occurring in environments subjected to unfavorable environmental conditions, including São Paulo state. Given the current climatic scenario and the few integrated studies addressing physiological and metabolic responses to multiple stresses in Brazilian species, investigating desiccation and UV-B tolerance in P. juniperinum represents a relevant approach to understanding adaptive strategies associated with plant resilience and the mechanisms that sustain bryophyte survival in extreme environments.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSantos, Deborah Yara Alves Cursino dosMatos, Tamara Machado2026-01-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41132/tde-01042026-161017/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-04-01T20:14:02Zoai:teses.usp.br:tde-01042026-161017Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-01T20:14:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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