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Type: TESE
Title: Controle do teor de lignina em Eucalyptus, variação interespecifica e induzida por frio
Title Alternative: Control of lignin content in Eucalyptus, interspecific variation and induced by cold
Author: Sobczak, Jullyana Cristina Magalhães Silva Moura, 1984-
Advisor: Mazzafera, Paulo, 1961-
Abstract: Resumo: O controle de deposição de ligninas em diferentes espécies de Eucalyptus foi estudado utilizando baixa temperatura como modulador. Em baixas temperaturas, foi observada redução significativa dos crescimentos foliares de E. camaldulensis, E. grandis e E. pellita e isto pareceu ser um mecanismo adaptativo a este tipo de estresse. Em E. camaldulensis e E. pellita ocorreram reduções significativas dos crescimentos caulinares. Já em E. globulus, foi observado um aumento significativo destes crescimentos, demonstrando existir temperaturas preferenciais para cada espécie que podem estar relacionadas com a distribuição natural das mesmas, bem como com padrões de atividades enzimáticas, expressões gênicas e acúmulo diferencial de ligninas. Foi observada uma atividade diferencial de guaiacol peroxidase (GPX), siringaldazina peroxidase (SPX) e polifenoloxidases (PPO) nas espécies de Eucalyptus expostas às baixas temperaturas. Adicionalmente, foi observado também um padrão de expressão gênica diferenciado para as enzimas envolvidas na biossíntese dos precursores monolignóis das ligninas e variações na deposição de ligninas, indicando haver um efeito dos tratamentos de baixas temperaturas nestes processos. Em E. pellita, as maiores atividades de peroxidases e polifenoloxidases nas regiões apicais das plantas expostas aos tratamentos de baixa temperatura foram acompanhadas de um maior acúmulo de ligninas nessas regiões, bem como de uma redução do crescimento caulinar. Em E. grandis e em E. camaldulensis observou-se que as atividades de peroxidases e polifenoloxidases tendem a ser maiores em baixas temperaturas. Observou-se também uma maior expressão de importantes genes envolvidos na biossíntese dos monolignóis precursores das ligninas, mas isto não foi acompanhado de uma maior deposição de ligninas nestas plantas. Em E. grandis não ocorreram reduções dos crescimentos caulinares em baixas temperaturas, mas em E. camaldulensis as reduções observadas poderiam estar relacionadas como outros fatores, como uma maior degradação de AIA, promovida pelo aumento das atividades de peroxidases. Em E. globulus foram observadas reduções significativas das atividades enzimáticas analisadas, tanto nas amostras de ápices quanto em bases caulinares, expostos às baixas temperaturas. Esta menor atividade enzimática também foi acompanhada de uma menor expressão de genes envolvidos na biossíntese de ligninas. Observou-se uma redução da concentração de ligninas determinadas por ácido tioglicólico nas amostras de ápice e base das plantas expostas às baixas temperaturas e a quantidade de lignina insolúvel e solúvel, determinada pelo método Klason, aumentou nas amostras de ápices. Deste modo, em E. globulus, a maior tendência de redução de ligninas poderia estar associada com o maior crescimento desta espécie em baixas temperaturas. Ao utilizar um estresse como modulador da biossíntese de ligninas, alguns dos genes envolvidos puderam indicar possíveis pontos específicos do metabolismo de ligninas a serem alterados para se produzir plantas melhoradas com menor teor deste polímero

Abstract: The control of lignin deposition in different Eucalyptus species was studied using low temperature as a modulator. Under low temperatures, a significant reduction of leaf growth was observed in E. camaldulensis, E. grandis and E. pellita and this seemed to be an adaptive mechanism to this type of stress. Significant reductions of stem growth were observed for E. camaldulensis and E. pellita. In contrast, a significant increase of stem growth was found for E. globulus, indicating that the optimal growth temperatures for each species might reflect their natural distribution or patterns of enzymatic activities, patterns of gene expression and differential accumulation of lignins. Differential activities of guaiacol peroxidase (GPX), syringaldazine peroxidase (SPX) and polyphenol oxidases (PPO) were observed for the Eucalyptus species exposed to low temperatures. It was also observed that a pattern of differential gene expression exists for the enzymes involved in the biosynthesis of monolignol lignin precursors, as well as variations in lignin deposition, indicating an effect of the low temperature treatments in these processes. The increased peroxidase and polyphenol oxidase activities in the stem apical regions of E. pellita plants exposed to the low temperature treatments were accompanied by an increase in lignin accumulation in these regions. A reduction in stem growth was also found in this species. It was observed that the peroxidase and polyphenol oxidase activities tend to be greater under low temperatures for both E. grandis and E. camaldulensis. Additionally, a transcriptional increase of important genes involved in the biosynthesis of monolignol lignin precursors was found, although this was not accompanied by an increase in lignin deposition in these plants. A reduction in stem growth was not observed at low temperatures for E. grandis but in E. camaldulensis the observed reduction in growth could also be related to others factors, such as a greater degradation of AIA promoted by the increase in the activity of peroxidases. A significant reduction was observed for all of the enzymatic activities analyzed, in both shoot tips and shoot bases of E. globulus plants exposed to low temperature treatments. This lower enzymatic activity was also accompanied by a lower expression of genes involved in lignin biosynthesis. The amount of lignin determined by thioglycollic acid in the samples of shoot tips and shoot bases of the plants exposed to low temperatures was reduced and the amount of acid insoluble and soluble lignin, determined by the method of Klason, increased significantly in the shoot tips. Thus, the tendency of reducing lignin content under cold treatment observed for E. globulus could be associated with its increase in growth at low temperatures. By using a stress as a modulator of lignin biosynthesis, some of the genes involved may indicate possible specific points of lignin metabolism that could be changed when breeding plants for lower content of this polymer
Subject: Lignina
Frio
Eucalipto
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2008
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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