Perfil fisiológico e proteômico de variedades de sorgo sacarino (sorghum bicolor l. Moench) constrastantes em resposta à seca

Abstract

O sorgo sacarino é uma variedade de Sorghum bicolor que produz grande concentração de açúcares fermentescíveis nos colmos. Por essa razão, tais plantas representam alternativa para os agricultores que fornecem matéria-prima para a produção de etanol, sobretudo no período de entressafra da cana-de-açúcar. Quando comparado à outras culturas, como o milho e a cana-de-açúcar, o sorgo possui vantagens, como o ciclo de produção mais curto e, principalmente, maior tolerância ao déficit hídrico. Apesar da relevância econômica e biotecnológica, os mecanismos moleculares relacionados à tolerância à seca não estão bem elucidados, sobretudo com base em caracterização fenotípica associada a análise proteômica. Assim, o presente trabalho objetivou determinar as repostas fisiológicas e bioquímicas de diferentes variedades de sorgo sacarino, bem como as principais proteínas relacionadas a resposta à seca, utilizando análise proteômica como ferramenta de análise de expressão gênica. Em experimento de casa de vegetação, plantas das variedades nacionais IPA-SF15, IPA-46742 e EMBRAPA-BR506 foram cultivadas por 55 dias, e então submetidas ao déficit hídrico por suspensão de rega durante 72 h, com posterior reidratação. Foram determinados teor relativo de água, taxa fotossintética, condutância estomática, transpiração, concentração de clorofilas, carotenóides, MDA, prolina, grau Brixº, e atividade de enzimas antioxidantes. A análise proteômica foi realizada comparando-se a variedade fisiologicamente mais sensível e mais tolerante. Em geral, plantas de IPA-SF15 tiveram melhor desempenho em condições de seca, registrando-se maior teor de pigmentos, menor concentração de MDA, maior atividade de enzimas antioxidantes e taxa fotossíntética, em comparação à variedade mais sensível, IPA-46742. A variedade mais tolerante acumulou mais proteínas do ciclo de Calvin (RbcL, PGK), manutenção de fotossistemas (HHL1), síntese de osmólitos (PAO) e metabolitos secundários (AD2). Por outro lado, a variedade mais sensível traduziu mais proteínas de ubiquitinação e inibição de fotomorfogênse, corroborando o fenótipo sensível. Baseado-se no padrão de acúmulo de proteínas, bem como nas respostas fisiológicas, conclui-se que a maior diversidade de mecanismos eficientes empregados por IPA-SF15 representam clara vantagem sob condições de déficit hídrico.