Análise de fluxos metabólicos em plântulas de soja (Glycine max (L.) Merr)

Abstract

Para que uma planta chegue à fase adulta é imprescindível que ela consiga se desenvolver durante o período pós-germinativo de crescimento inicial. As plântulas de soja são dependentes das reservas nutricionais presentes nos cotilédones, principalmente na fase heterotrófica, para desenvolver seus tecidos vegetais e produzir metabólitos essenciais para seu crescimento. Visando entender como as reservas são utilizadas pelas plântulas de soja, sementes de soja foram germinadas e crescidas, até o quinto dia após a germinação, em solução de cultivo contendo glicose marcada com carbono 13 (C13). As plântulas ficaram no escuro para evitar atividade fotossintética, obrigando-as a utilizarem as reservas naturais e a glicose da solução de cultivo como únicas fontes de carbono. Com a incorporação do C13 no metabolismo vegetal, e tendo conhecimento de que o metabolismo estava num estado estacionário, foi realizada uma análise de fluxo metabólico (MFA) para determinar os valores dos fluxos na rede metabólica da plântula. Primeiramente foram feitas análises da composição de biomassa e das taxas de síntese e degradação de alguns compostos, para que fosse possível calcular fluxos de entradas e saídas de carbono na rede metabólica. Em seguida um modelo foi criado para a rede metabólica de plântulas de soja, utilizando informações de rotas metabólicas de soja descritas na literatura e modelos para Arabidopsis thaliana, e incorporando dados de marcação com C13. A modelagem e simulação de dados foram realizadas pelo software 13C Flux, que permitiu calcular os valores de fluxos metabólicos. Com base nos valores de fluxos foi possível perceber que no tecido cotiledonar há bastante utilização das reservas de protéticas e de lipídios, produzindo aminoácidos livres e um pool de citrato, parte desses aminoácidos são transportados para o tecido do eixo hipocótilo/raiz. No tecido de eixo hipocótilo/raiz as rotas metabólicas mais ativas estão relacionadas com a síntese de parede celular e síntese de açúcares (através da gliconeogênese). Através desse trabalho foi possível determinar fluxos na rede metabólica em plântulas de soja, e essas informações podem ajudar a entender com mais clareza a utilização das reservas durante o crescimento inicial da plântula.