Abordagem fisiológica e molecular da capacidade de tolerância à secura de Jatropha curcas L.: uma planta resistente à seca

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Humana e Ambiente). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010A seca afecta as plantas, originando-lhes stress. Para o Homem, como as culturas agrículas fornecem 2/3 do alimento da população mundial, este problema pode provocar graves consequências do ponto de vista da saúde pública. As plantas desenvolveram mecanismos de resposta à secura, que podem ser regulados pela expressão de diversos genes, que permitem à planta adaptar-se a novas condições ambientais. A planta Jatropha curcas L. possui grande capacidade de adaptação a condições de seca, o que poderá dever-se a numerosos factores. Este trabalho teve como objectivo monitorizar alterações de expressão génica em genes já anteriormente correlacionados com a tolerância à seca, seja em Jatropha ou noutras plantas modelo, utilizando para o efeito duas linhas de J. curcas L.. Estas linhas são originárias de ambientes com regimes hídricos diferentes, seco versus tropical húmido. As alterações detectadas ao nível da expressão transcricional foram correlacionadas com ensaios morfo-fisiológicos efectuados nas duas variedades de J. curcas, com vista à caracterização do seu comportamento sob stress hídrico. Concluiu-se que as duas linhas de J. curcas L., sob stress hídrico, possuem uma resposta semelhante ao nível da expressão génica. Foi também possível verificar neste trabalho que as duas linhas de J. curcas L., submetidas ao mesmo stress, apresentam um comportamento morfo-fisiológico diferente. A linha de regime hídrico seco demonstra um ritmo de crescimento lento mas constante e um melhor aproveitamento da água disponível, em contraste com a linha de regime tropical húmido que mostra um crescimento rápido, interrompido por stress hídrico. Parece ainda haver alguma correlação entre a expressão de alguns genes e alterações morfológicas nas linhas de J. curcas L.. Os resultados obtidos apontam para eventuais estratégias diferentes entre as duas linhas de J. curcas L. relativamente à forma de lidar com o stress hídrico, embora os ensaios realizados não tenham permitido verificar uma expressão génica discriminante.Drought affects plants, causing stress. For mankind, to whom crops represent 2/3 of world food reserves, this problem can cause several issues related to human health. Plants have evolved mechanisms to cope with stress, which can be regulated through different genes, helping the plant in its adaptation to the new environmental conditions. Jatropha curcas L. is a plant that is able to survive in extreme drought environments, which may be due to a great number of causes. The goal of this work was to monitor gene expression changes from already known drought-responsive genes, in Jatropha or in other model plants. For this purpose, we used two lines of J. curcas L., which have their origin in two different hydrologic regimes (arid versus tropical). Gene expression changes were correlated to physiological and morphological tests under drought in the two J. curcas L. lines, in order to have new insights in how this plant species deal with drought. With this work, we could conclude that both lines under drought stress have a similar gene expression pattern. We could also conclude that the two J. curcas L. lines have a different physiological and morphological response under drought stress. The arid line shows a slow but constant growth rate and a good water usage. In the opposite direction, the tropical line shows to have a bigger growth rate, although it is impaired under drought. There seems to be a correlation between morphological and expressions of some genes in Jatropha curcas lines. Our results support an eventual different strategy among the ecotypes to cope with drought stress, although we could not observe a discriminating gene expression pattern