Respostas morfofisiológicas e expressão gênica do complexo poliploide Lippia alba sob condições de estresse

Lippia alba (Mill) N.E. Brown, is a medicinal species whose composition of its essential oil is associated with ploidal levels (diploid, triploid and tetraploid). Polyploidy and environmental variations can lead to significant changes in the metabolic pathway. Due to the medicinal and economic importance of the species, investigating responses related to different stresses, it is important to understand the effect of polyploidy and modulate the production of compounds of interest. Thus, the objective of this work was to evaluate the effect of abiotic stresses on growth, physiology, essential oil production and on the expression of genes related to monoterpene pathway, in diploid, triploid and tetraploid accessions of L. alba cultivated for 40 days in vitro. Additionally, candidate reference genes in L. alba diploids were evaluated for different stress conditions. Thus, the three ploidal levels were cultivated in vitro, with the addition of 60 mM NaCl to induce salt stress; 1% PEG-4000 for water stress; 10 μM ABA for abscisic acid stress; 10 μM AS for salicylic acid stress; subjected to 4ºC to induce thermal stress and mechanical wounding stress. Six candidate reference genes were evaluated under the six stresses and analyzes of growth variables were performed; biochemical and physiological; gene expression related to monoterpene biosynthesis and microextraction of essential oil. Stresses were able to modulate morphophysiology, gene expression and essential oil content. The salt and water stress caused the biggest changes. Polyploid accessions showed, in general, greater growth and metabolic tolerance under stress, when compared to diploid accession. As a result of the evaluation of the reference genes, the NADH gene was the least variable under most stresses, except water stress, whose TUB gene was the most recommended. The results, taken together, demonstrated that abiotic stresses are capable of influencing morphophysiology and gene expression, as well as modulating the production of essential oils in Lippia alba, providing input for future breeding and species use strategies.Lippia alba (Mill) N.E. Brown, é uma espécie medicinal cuja composição de seu óleo essencial, está associada aos níveis de ploidia (diploide, triploide e tetraploide). A poliploidia e variações ambientais podem levar a alterações significativas na rota metabólica. Devido à importância medicinal e econômica da espécie, investigar respostas relacionadas a diferentes estresses, torna-se importante para se compreender o efeito da poliploidia e modular a produção de compostos de interesse. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de estresses abióticos no crescimento, fisiologia, produção de óleo essencial e na expressão de genes relacionados à via de monoterpenos, em acessos diploide, triploide e tetraploide de L. alba cultivados por 40 dias in vitro. Adicionalmente, avaliaram-se genes de referência candidatos em diploides de L. alba para as diferentes condições de estresse. Assim, os três níveis de ploidia foram cultivados in vitro, com adição de 60 mM NaCl para indução de estresse salino; 1% PEG-4000 para estresse hídrico; 10 μM ABA para estresse por ácido abscísico; 10 μM AS para estresse por ácido salicílico; submetidos à 4ºC para induzir estresse térmico e estresse por ferimento mecânico. Foram avaliados seis genes de referência candidatos sob os seis estresses e realizadas análises de variáveis de crescimento; bioquímicas e fisiológicas; expressão gênica relativa à biossíntese de monoterpenos e microextração de óleo essencial. Os estresses foram capazes de modular a morfofisiologia, expressão gênica e teor de óleo essencial. O estresse salino e hídrico provocaram as maiores alterações. Acessos poliploides, mostraram, em geral, maior crescimento e tolerância metabólica sob os estresses, quando comparados ao acesso diploide. Como resultado da avaliação dos genes de referência, o gene NADH foi o menos variável sob a maioria dos estresses, exceto o estresse hídrico, cujo gene TUB foi o mais recomendado. Os resultados, em conjunto, demonstraram que estresses abióticos são capazes de influenciar na morfofisiologia e expressão gênica, assim como modular a produção de óleos essenciais em Lippia alba, fornecendo subsídios para futuras estratégias de melhoramento e uso da espécie