Qualea grandiflora Mart. e sua dependência química de alumínio : aspectos anatômicos, fisiológicos e moleculares

Abstract

O alumínio (Al) é um metal que em solos ácidos se torna tóxico para as plantas, e sua forma mais fitotóxica é o cátion Al3+ . No entanto, algumas plantas possuem tolerância/resistência ao Al, sendo que algumas acumulam consideráveis quantidades desse elemento. No Cerrado, várias espécies não apenas acumulam Al, mas precisam dele ao longo de seu desenvolvimento. As Vochysiaceae, uma das famílias mais importantes da flora do Cerrado, destacam-se nesse grupo, pois todas as suas espécies são acumuladoras de Al. Qualea grandiflora Mart. (Vochysiaceae), uma das espécies mais representativas do Cerrado, é hermafrodita, diplóide, com altas taxas de endogamia, baixa heterozigosidade e acumula grande quantidades de Al. Alguns estudos mostram que Q. grandiflora necessita de Al para o crescimento e desenvolvimento. Entretanto, ainda não se sabe como isso ocorre. Assim, essa tese busca entender como Q. grandiflora enfrenta as altas concentrações de Al durante a germinação e desenvolvimento inicial, além de realizar a busca por genes relacionados ao acúmulo/tolerância de Al no genoma desta espécie. Neste sentido, foi investigada a presença e distribuição de Al e outras substânciasde reserva das sementes desta planta. As sementes de Q. grandiflora acumularam 6,43 g de Al. Kg-1 de matéria seca, mesmo em solo com baixa disponibilidade deste elemento. Ademais, a análise histoquímica revelou que o Al estava localizado principalmente no embrião da semente, que também continha outros compostos de reserva, a saber, os lipídios e as proteínas. Esta tese propõe que os ácidos graxos, proteínas e Al são cruciais para a germinação e o crescimento inicial de plântulas de Q. grandiflora. Adicionalmente, o sequenciamento do genoma completo de Q. grandiflora foi realizado em plataforma Illumina, e devido à ausência de um genoma de referência, sua montagem foi do tipo de novo. O sequenciamento cobriu aproximadamente 81% do genoma total de Q. grandiflora que apresenta tamanho aproximado de 500 Mb. Cerca de 11 famílias gênicas que podem estar correlacionados com os mecanismos metabólicos do Al em Q. grandiflora foram identificadas. Cinco dessas famílias gênicas foram diferencialmente expressas em resposta ao Al no transcritoma de folhas de Q. grandiflora. Desta forma, essa tese traz dados de extrema importância para o entendimento da relação entre o Al e Q. grandiflora. Além de ser o primeiro projeto de sequenciamento genômico de Q. grandiflora, este trabalho faz uma correlação direta entre o Al e as substâncias de reserva (proteínas/lipídios) em sementes e plântulas Q. grandiflora. Tais resultados contribuirão para os estudos de conservação do Cerrado e, principalmente, de Q. grandiflora.