Análise proteômica de Lemnaceae associada à produção de biomassa e bioenergia

CAPESLentilhas-d’água ou duckweed, em inglês, são pequenas macrófitas aquáticas, consideradas como as menores angiospermas conhecidas, agrupadas na família Lemnaceae. Estas plantas apresentam capacidade natural de se adaptar e colonizar água residual antropogênica, reciclando diversos poluentes e gerando elevada quantidade de biomassa, o que têm despertado interesse para tratamento de efluentes e para produção de bioenergia. Estudos moleculares têm sido aplicados em lentilhas-d’água de maneira crescente visando seu desenvolvimento genético e biotecnológico como planta cultivada. Neste contexto, o presente projeto caracterizou clones de lentilhas-d’água coletados na região metropolitana de Recife-PE, nordeste do Brasil, quanto ao seu potencial para fitorremediação e produção de biomassa para bioenergia e, ainda, detectou proteínas diferenciais associadas ao potencial biotecnológico de lentilha-d’água cultivada na presença de água residual. A caracterização in vitro revelou elevado potencial plástico dos clones de lentilhas-d’água, em contraste, revelou baixa diversidade genética revelada pela análise fenética da sequência intergênica cloroplastidial atpF-atpH. O estudo também revelou que o meio Schenk&Hildebrandt (SH), ½ força, melhora o crescimento dos clones, aumentando significativamente a produção de biomassa. Cultivados em água residual, quatro clones, foram capazes de remover significativa quantidade de nitrogênio e fósforo. Enquanto a análise protêomica revelou 213 proteínas diferenciais, potencialmente associadas com a adaptação e o sucesso de lentilhas-d’água para crescer a partir águas residuais, revelando os potenciais mecanismos moleculares, metabólicos e fisiológicos, que poderá contribuir para identificação de marcadores funcionais para aplicações biotecnológicas das lentilhas-d’água.Duckweed are small aquatic macrophytes, considered as the smallest known angiosperms, grouped in the family Lemnaceae. These plants have the natural ability to adapt and colonize anthropogenic wastewater, recycling several pollutants and generating a high amount of biomass, which has aroused interest in effluent treatment and bioenergy production. Molecular studies have been applied in duckweed growing to increase genetic and biotechnological development as a crop plant. In this context, the present project characterized duckweed clones from metropolitan region of Recife-PE, northeast of Brazil, regarding their potential for phytoremediation and biomass production for bioenergy, and also detected differential proteins associated with biotechnological potential of duckweed cultivated from wastewater. In vitro characterization revealed a high plastic potential of the duckweed clones, in contrast, with the low genetic diversity revealed by the phenetic analysis from atpF-atpH intergenic spacer chloroplastic sequences. The study also revealed that the Schenk and Hildebrandt (SH) medium, half strength, improves the growth of clones, increasing biomass production significantly. Cultivated in wastewater, four clones, were able to remove significant amounts of nitrogen and phosphorus. While the proteomic analysis revealed 213 differential proteins, potentially associated with the adaptation and success of duckweed to grow from wastewater. These results revealed the potential molecular, metabolic and physiological mechanisms that could contribute to the identification of functional markers for duckweed biotechnological applications