Efeito da alta temperatura e do enriquecimento por CO2 em poliploides de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis

Abstract

O Eucalyptus é uma árvore de crescimento rápido e com alta capacidade em assimilar e estocar grandes quantidades de carbono atmosférico. No presente trabalho, foi realizado um estudo do crescimento e das mudanças induzidas no proteoma global de Eucalyptus poliploides cultivados em diferentes combinações de temperatura e CO2. O crescimento em alta concentração de CO2 induziu a redução na área foliar de todos os genótipos. No entanto, foi observada expansão da área foliar quando as plantas foram cultivadas em ambiente de alta temperatura. Além disso, sob alta temperatura houve a redução no número de folhas e no número de ramificações para a maioria dos genótipos de Eucalyptus. No entanto, o conteúdo de peróxido de hidrogênio e malonaldeído sugeriram que nenhuma das condições e estímulo desencadearam resposta a estresse oxidativo em nenhum dos genótipos cultivados. Análises de espectrometria de massas das amostras foliares do genótipo diploide contrastado com os cinco poliploides sob condição controle, demonstraram que a poliploidia, induziu diferenças particulares para cada um dos genótipos poliploides, porém não se destacam como grandes mudanças no proteoma constitutivo. Diferentes padrões na abundância do proteoma foram observados quando as plantas foram cultivadas em estímulo de CO2 e temperatura, o qual está de acordo com os dados fenotípicos que mostram que a alta temperatura é maior indutor de diferenciação do proteoma entre os genótipos de Eucalyptus. Foram identificadas enzimas de todas as reações do Ciclo de Calvin-Benson e Ácido tricarboxílico, no entanto, nenhuma alteração na abundância destas frente aos estímulos foi observada. Deste modo, podemos inferir que a heterozigosidade do gênero aliada a duplicação dos cromossomos permitiu aos genótipos maior plasticidade para enfrentaram as diferentes condições sem afetar seu desenvolvimento.

Eucalyptus is a fast-growing tree with a high capacity to assimilate and store large amounts of atmospheric carbon. In this study, we investigated the growth and induced changes in the global proteome of polyploid Eucalyptus cultivated under different combinations of temperature and CO2. Growth in high CO2 concentration led to a reduction in leaf area for all genotypes. However, an expansion of leaf area was observed when plants were cultivated in a hightemperature environment. Additionally, under high temperature, there was a reduction in the number of leaves and branches for most Eucalyptus genotypes. Nevertheless, hydrogen peroxide and malondialdehyde content suggested that none of the conditions and stimuli triggered oxidative stress response in any of the cultivated genotypes. Mass spectrometry analyses of leaf samples from the diploid genotype contrasted with the five polyploids under control conditions showed that polyploidy induced differences for each of the polyploid genotypes, but they did not stand out as major changes in the constitutive proteome. Different patterns in proteome abundance were observed when plants were cultivated under CO2 and temperature stimuli, aligning with phenotypic data indicating that high temperature is a more significant inducer of proteome differentiation among Eucalyptus genotypes. Enzymes from all reactions of the Calvin-Benson Cycle and Tricarboxylic Acid were identified, yet no changes in their abundance in response to stimuli were observed. We can conclude that the heterozygosity of the genus, coupled with chromosome duplication, granted the genotypes greater plasticity to face different conditions without affecting their development.