Mecanismos de tolerância ao Al3+ em plantas comparando espécie de Cerrado (Styrax camporum), limoeiro ‘cravo’ (Citrus limonia cv. cravo) e trigo (Triticum aestivum)

Abstract

Presente em solos ácidos, o alumínio principalmente encontrado na sua forma tóxica (Al3+) tem como principal efeito a diminuição do crescimento radicular. O Cerrado ocorre no centro-oeste do Brasil sob solos ácidos (pH <4) e com alto teor de alumínio (Al). Citrus limonia cv ‘Cravo’ Osbeck e Styrax camporum Pohl compartilham localização geográfica e características edáficas em que se estabelecem, no entanto exibem respectivamente sensibilidade e tolerância ao Al. O presente trabalho visa elucidar mecanismos envolvidos no estresse por Al3+ a nível de expressão gênica radicular. Para as duas espécies foi feita uma análise de transcriptoma para avaliar os efeitos do Al por uma perspectiva global, e a partir destes resultados alguns genes foram selecionados para avaliação ao longo de experimentos de hidroponia mantido por 60 dias. São discutidas estratégias de tolerância e sensibilidade ao Al nas duas espécies, juntamente com análises de biometria, quantificação hormonal e anatomia que corroboram o comportamento sensível de Citrus e tolerante de Styrax por diversas vias. Além disso, o último capítulo trata da dependência do pH em um importante mecanismo de tolerância ao Al em trigo envolvendo exsudação de ácido orgânico.

Present in acid soils, aluminum mainly found in its toxic form (Al3+) has as main effect the decrease of root growth. Cerrado occurs in central-western Brazil under acid soils (pH <4) and high aluminum content (Al). Citrus limonia (Osbeck) and Styrax camporum (Pohl) share geographic location and edaphic characteristics in where they are settled, however exhibiting respectively Al-sensitivity and Al-tolerance. The present work aims to elucidate the mechanisms involved in Al3+ stress at root gene expression level. For both species, a transcriptome analysis was performed to evaluate the effects of Al in a global perspective, and from these results some genes were selected for evaluation in hydroponic experiments maintained for 60 days. Al tolerance and sensitivity strategies are discussed in both species, together with analyzes of biometrics, hormonal quantification and anatomy data that corroborate the Al-sensitive behavior of Citrus and Al-tolerance in Styrax by several routes. In addition, the last chapter deals with the dependence of pH on one important mechanism of Al tolerance in wheat involving organic acid exudation.