Expressão diferencial e respostas fisiológicas de Stylosanthes scabra sob déficit hídrico

Abstract

A família Fabaceae figura como uma das maiores famílias vegetais, sendo a segunda mais importante em termos agrícolas. Compreende culturas de elevada importância socioeconômica, como a Stylosanthes scabra, uma espécie arbustiva forrageira, nativa do semiárido brasileiro, com ótimo desempenho mesmo sob condições ambientais desfavoráveis, constituindo um importante objeto de estudo, como potencial fonte de genes de interesse agrícola e biotecnológico. O objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos ecofisiológicos de S. scabra submetida ao déficit hídrico, analisar a modulação da expressão das proteínas de canais de membrana – as Aquaporinas (AQPs) sob tal condição de estresse, assim como eleger genes candidatos a controles endógenos, adequadamente testados por testes estatísticos como genes de referência adequados para validação da expressão de S. scabra. No que se refere aos dados fisiológicos e bioquímicos de S. scabra, observa-se uma plasticidade metabólica em condições de déficit hídrico, em vista das alterações nas taxas de trocas gasosas e acúmulo de solutos, visando manter o equilíbrio de seu ambiente interno. Adicionalmente, apenas 6 h após a reidratação a planta retornou aos níveis considerados normais. Importantes variáveis fisiológicas como CHRfoliar, assimilação de CO2 (A) e eficiência de uso de água (EUA) corroboram sua robustez frente a condições desfavoráveis. A conexão entre expressão gênica diferencial e resposta fisiológica sob déficit hídrico revelou possíveis estratégias adotadas por S. scabra para lidar com ambientes que apresentem baixa disponibilidade hídrica. Foram identificadas 51 AQPs candidatas no transcriptoma de S. scabra sendo: 17 proteínas intrínsecas de tonoplasto (TIPs), 14 proteínas intrínsecas de membranas plasmáticas (PIPs), seis proteínas intrínsecas de membrana de nódulos (NIPs), seis pequenas proteínas básicas intrínsecas (SIPs) e oito (MIPs). Por sua vez, não foram identificados membros da subfamília XIP (proteína intrínseca desconhecida X). Dados do transcriptoma (RNA-Seq) revelaram alto nível de conservação das AQPs. Três genes de referência foram determinados para S. scabra (UBQ10, F-Fox e β-Tub_2). As SsAQPs (PIP2.6 e TIP1) foram moduladas positivamente após 48 h de déficit hídrico, enquanto a SsTIP1 apresentou regulação negativa, após 6 h de reidratação em S. scabra. Já os alvos PIP2.2 e TIP2 tiveram sua expressão reprimida durante o estresse e induzida após a reidratação. Esses resultados apontam mecanismos especiais de resposta ao déficit hídrico, aplicáveis no melhoramento genético de S. scabra e de espécies relacionadas.