Alterações do proteoma do caule e da seiva de plantas jovens de eucalipto sob estímulo do CO2

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Data

2023-08-28

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

As intensas atividades humanas podem causar irreversíveis problemas ambientais. O Eucalyptus é uma espécie florestal, muito utilizada nas florestas plantadas, com grande capacidade de auxiliar na mitigação das emissões e acúmulo de CO2 graças ao seu metabolismo C3 e grande retenção de moléculas de carbono em sua biomassa. O objetivo deste estudo foi investigar as diferenças no proteoma de caules e da seiva de duas espécies de Eucalyptus, bem como o metabolismo primário das plantas quando cultivadas em uma atmosfera enriquecida com CO2. Para tanto, plantas jovens de Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla foram cultivadas em câmaras de crescimento por 30 e 20 dias para análise do proteoma do caule e da seiva, respectivamente. Um total de 2293 proteínas não-redundantes foram identificadas na análise do proteoma do caule. Os resultados sugerem um efeito mais pronunciado em Eucalyptus urophylla, uma vez que um total de 44 proteínas diferencialmente expressas foram identificadas após estímulo ambiental. Além disso, o proteoma caulinar mostrou-se composto principalmente por proteínas relacionadas à estrutura celular, modificações pós-traducionais e produção de energia. Apesar do aumento significativo nas concentrações de açúcares na seiva na condição de cultivo em alto CO2, não foram encontradas diferenças estatísticas nos metabolismos estudados possivelmente indicando uma falta de estímulo suficiente para essa alteração. Quanto ao proteoma vascular, 146 proteínas foram identificadas como extracelulares e consideradas aqui como sendo proteínas do sistema vascular. A análise da função e abundância das proteínas revelou que as proteínas da seiva de Eucalyptus estão principalmente envolvidas no metabolismo de substâncias orgânicas e proteólise. Esses resultados podem contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na resposta das espécies de eucalipto ao aumento do CO2 e fornecer informações úteis para o manejo e cultivo dessas espécies em ambientes com altos níveis de dióxido de carbono.
The intense human activities can cause irreversible environmental problems. Eucalyptus is a forest species widely used in planted forests, with a great capacity to assist in the mitigation of CO2 emissions and accumulation due to its C3 metabolism and high retention of carbon molecules in its biomass. The objective of this study was to investigate the differences in the proteome of stems and sap of two Eucalyptus species, as well as the primary metabolism of plants when grown in an atmosphere enriched with CO2. For this purpose, young Eucalyptus grandis and Eucalyptus urophylla plants were grown in growth chambers for 30 and 20 days for stem and sap proteome analysis, respectively. Stem samples were processed, and sap was collected using a pressure chamber to obtain the protein pellet. A total of 2293 proteins were identified in the stem proteome analysis of both species. The results suggest a more pronounced effect in Eucalyptus urophylla, since a total of 44 differentially expressed proteins were identified after environmental stimulation. Additionally, the stem is mainly composed of proteins related to cell structure, post-translational modifications, and energy production. Despite the slight increase in sugar concentrations in the sap under 680 ppm CO2, no statistical differences were found in the studied metabolisms. The vascular proteome revealed 146 extracellular proteins, and their relative abundance was associated with the enriched atmosphere treatments. The analysis of protein function and abundance revealed that E. grandis proteins are mainly involved in organic substance metabolism and proteolysis, while less abundant proteins are related to cellular defense responses. Similar results were obtained for E. urophylla, with the most abundant proteins performing metabolic functions, while the least abundant protein was related to oxidative stress. These results may contribute to a better understanding of the mechanisms involved in the response of eucalyptus species to increased CO2 and provide useful information for the management and cultivation of these species in high levels of carbon dioxide environments.

Descrição

Palavras-chave

Proteômica, Proteínas, Caules de planta, Eucalyptus, Metabolismo

Como citar

SILVA, F. A. R. Alterações do proteoma do caule e da seiva de plantas jovens de eucalipto sob estímulo do CO2. 2023. 96 f. Tese (Doutorado em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas)) - Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2023.