Análises de amido, proteína, poliaminas e metilação em estruturas semelhantes à protocormos em Cattleya tigrina A. Richard (Orchidaceae)

Abstract

O Bioma Mata Atlântica é considerado um hotspot de biodiversidade, assim sujeito a medidas para a sua conservação. As constantes agressões e ameaças de destruição deste bioma têm afetado principalmente espécies epífitas como é o caso da família Orchidaceae. A beleza das flores e o alto valor ornamental e comercial agravam ainda mais a exploração destas plantas, sendo necessário realizar estudos de propagação destas espécies. As dificuldades no processo de propagação vegetativa convencional e baixo índice de germinação das sementes na natureza direcionam os estudos para a compreensão do desenvolvimento e de propagação destas espécies in vitro. Em vista disso, este trabalho objetivou avaliar aspectos bioquímicos da morfogênese de estruturas semelhantes à protocormos (ESPs) a partir de explantes foliares de C. tigrina. Realizou-se quantificações de proteínas totais e amido, poliaminas totais livres e análise de metilação do DNA global em amostras coletadas a partir do 7º dia da inoculação e com intervalo de sete dias, durante 35 dias de cultivo. O maior teor de proteínas foi observado aos 21 dias de cultivo (106, 2 µg.g-1MF), coincidindo como período de maior taxa de formação de ESP. O decréscimo no conteúdo de proteínas ocorreu concomitantemente com a redução da divisão celular e aumento do volume das células, período que antecede a indução das ESPs. O maior teor de amido foi registrado aos 14 dias de cultivo (3901,5 µg.g-1MF), com posterior decréscimo. O teor de poliminas (PA) livres aumentou de acordo com a progressão dos estádios de desenvolvimento das ESP. Os teores de Putrescina foram os mais elevados durante o período de cultivo. Esta PA parece exercer um papel principal na morfogênese de ESP em C. tigrina. Enquanto que, a espermina e a espermidina podem ter um papel secundário ou implicariam em processos posteriores de diferenciação, que não foram identificados neste trabalho. Os resultados obtidos na análise de metilação do DNA global mostram que a hipometilação coincide com inicio da diferenciação e aumento no número e volume celular, e se mantém durante os estágios iniciais de desenvolvimento das ESP. O reestabelecimento da porcentagem de metilação aos 35 dias de cultivo coincide com uma mudança no padrão morfogenético das estruturas, que neste período de cultivo apresentam um alongamento diferenciado. O11padrão de metilação do DNA (metilação/demetilação) parece controlar a expressão gênica durante a formação de ESPs, e a presença de TDZ no meio de cultura pode estar associada aos fatores que desencadearam a divisão e diferenciação celular.<br>

Abstract : The Atlantic Forest Biome is considered a biodiversity hotspot, thus subject to measures for its conservation. The constant attacks and destruction threats on this biome has affected mainly epiphytic species such as the orchid family. The beauty of this flowers and the ornamental and high commercial value of them exacerbate even more the exploration of these plants, becoming necessary to perform studies on the propagation of these species. The slow vegetative propagation, and the difficulty of the seeds to germinate in nature, directs efforts towards the understanding of the development of these species in vitro. Therefore, the objective of this study is to analyse aspects of the biochemical morphogenesis of the protocorm like-bodies (PLBs) from C. tigrina leaf explants. Quantification of total protein and starch analysis of total polyamines and global DNA methylation in samples collected every seven days, during a 35 days cultivation were performed. It was possible to see the formation of PLB starting at the 7th day of cultivation. Also, the protein highest level was observed after 21 days of cultivation (106,2 µg.g-1MF), coinciding with the peak PLB formation. The decreasing in protein content occurred concomitantly with reduction in cell division and the increasing in cell volume. The highest starch content was seen after 14 days of cultivation (3901,5 µg.g-1MF), with subsequent decreasing . The content of polyamines (PA) increased with PLB development stages progression, then remaining constant. The Putrescine was the PA with higher levels and appears to play a major role in C. trigrina PLB morphogenesis, while spermine and spermidine have a secondary role, or would result in subsequent differentiation processes, which have not been identified in this work. The results of the methylation analysis shows that the global DNA hypomethylation coincides with the beggining of cell differentiation, remaining contants during the stages where there is na increaning in number and volume of the same PLB. The methylation percentage recovery at 35 days of cultivation coincides with a morphogenetic change in the structure pattern, which in this period of cultivation has a marked elongation. The DNA methylation pattern (methylation/demethylation) appears to control gene expression during13the PLB formation, and the TDZ presence in the culture medium may be associated with factors such that initiate this variations.