Fotossíntese e transcriptoma da variedade Sauvignon Blanc (Vitis vinífera L.) em vinhedos de altitude elevada de Santa Catarina

Abstract

De acordo com as previsões das mudanças climáticas, regiões tradicionalmente produtoras de vinho podem ser severamente afetadas em relação ao aumento da temperatura media global. Neste contexto, novas regiões vitícolas de clima frio estão ganhando destaque. No Brasil sobressaem-se as regiões acima de 1000 metros de altitude de Santa Catarina, com um clima vitícola frio, que proporciona condições ótimas para elaboração de vinhos finos. Uma das variedades mais bem adaptadas a estas regiões é a Sauvignon Blanc. Nesta perspectiva, este trabalho tem o objetivo de caracterizar fotossinteticamente a variedade Sauvignon Blanc submetida a diferentes épocas de desfolha, além de investigar as alterações na composição fenólica e no transcriptoma da pele da baga de cachos expostos e não expostos a radiação solar, durante o ciclo 2015/2016 em São Joaquim/SC. O experimento foi realizado em uma área de produção comercial localizada a uma altitude de 1.293m, à latitude 28o15'13\" S e longitude 49o57'02\" W. As análises e coletas de amostras foram realizadas desde a brotação até a maturação fisiológica dos frutos. Foram realizadas medições do crescimento dos ramos, área foliare medição da fluorescência da clorofila a.. Para avaliação de pigmentos foi usado um método não destrutivo através de um clorofilômetro portátil, e realizadas extrações de clorofila a, b e carotenóides. A quantificação de flavonóis e análise da expressão de genes relacionados à exposição à radiação UV foram realizadas com bagas de plantas desfolhadas nos estádios fenológicos floração total e mudança de cor. Diferentes épocas de desfolha afetaram fortemente o metabolismo da planta, reduzindo a emergência de novas folhas e estimulando a expansão foliar. Na maturação, folhas com área acima de 160 cm 2 apresentaram o maior rendimento fotossintético e compunham aproximadamente 50% do dossel das plantas desfolhadas. Neste estádio fenológico, o alto rendimento fotossintético, acompanhado da ausência de decréscimo no conteúdo de pigmentos fotossintéticos, apontam para uma senescência tardia das folhas de Sauvignon Blanc em regiões altas de Santa Catarina, o que proporciona maior acúmulo de reservas para o próximo ciclo. Com relação à fotossíntese, observou-se uma redução no rendimento fotossintético em todas as plantas durante o crescimento dos frutos, e este decréscimo parece estar intimamente relacionado com as baixas temperaturas nesta fase. As plantas desfolhadas na floração apresentaram uma redução mais acentuada de fotossíntese logo após a desfolha, em relação aos outros tratamentos, no entanto, na maturação, foi observada compensação fotossintética em todos os tratamentos de desfolha. Com relação à composição da baga, a desfolha afetou positivamente o conteúdo de flavonóis na pele da baga, bem como, foi observada a expressão de genes relacionados à elevada radiação UV. O tempo de exposição da baga foi relacionado positivamente com o conteúdo de compostos fenólicos, portanto, considerando este aspecto, desfolhas precoces são indicadas para obter frutos de melhor qualidade para elaboração de vinhos. Uma abordagem molecular envolvendo as vias de sinalização ativadas em folhas submetidas a baixas temperaturas e elevada radiação podem contribuir para a compreensão da manutenção da fotossíntese e do alto vigor da variedade Sauvignon Blanc observados neste estudo.

Abstract: According to predictions on climate change, traditional wine-producing regions may be severely affected by increasing temperatures. In this context, new wine-growing cool- climate regions are gaining prominence. In Brazil, the high regions of Santa Catarina, the cold wine-growing climate provides excellent conditions for high-quality wines elaboration. One of the varieties better adapted to this region is Sauvignon Blanc. In this perspective, this study is aimed to investigate the effect of defoliation times on photosynthetic yield of cv. ' Sauvignon Blanc', in addition, to investigate the changes in phenolic composition and berry skin transcriptome of exposed and not exposed cluster to solar radiation during the cycle 2015/2016 in São Joaquim / SC. The experiment was carried out in an area of commercial production located at 1293m a.s.l at latitude 28o15'13 \"S and longitude 49o57'02\" W. Samples were analyzed from budding to maturity. Measurements of shoot growth, leaf area, and chlorophyll a fluorescence were performed. A non- destructive method was used to evaluate pigments using a portable chlorophyllmeter, in addition, chlorophyll a, b and carotenoids quantification were performed. Flavonols content and gene expression related to UV-exposure were carried out with berries of defoliated plants at full bloom and veraison. Defoliation times strongly affected the plant metabolism, reducing the emergence of new leaves and increasing leaf expansion. At maturity, leaves with an area above 160 cm2 showed the highest photosynthetic yield and composed approximately 50% of defoliated plants canopy. In this phenological stage, the high photosynthetic yield and the maintenance of photosynthetic pigments, evidence a late senescence of Sauvignon Blanc leaves in high regions of Santa Catarina, which increases the reserves accumulation for next cycle. Regarding photosynthesis, a reduction in photosynthetic yield was observed in all plants during berry growth, and this decrease seems to be closely related to the low temperatures at this stage. Full bloom defoliated plants showed a more pronounced reduction of photosynthesis following defoliation, in relation to the other defoliation times, however, at maturity, photosynthetic compensation was observed in all defoliation times. Regarding berry composition, the defoliation positively affected the flavonols content and gene expression related to high UV-fluence was observed. The time of berry exposure was positively related to phenolic compounds content, therefore, considering this aspect, early defoliation is indicated to obtain better grape berry quality. A molecular approach involving the signaling pathways activated in leaves under low temperatures and high radiation can contribute to the understanding of photosynthesis maintenance and high vigor of the Sauvignon Blanc plants observed in this study.