Carbohydrate metabolism of the amazonian tree Senna reticulata under elevated CO2

Plantas típicas de regiões alagáveis tendem a apresentar diversas estratégias morfológicas e fisiológicas a fim de otimizar as chances de sobrevivência nestes ambientes. Um dos principais mecanismos, porém menos estudados, é a plasticidade encontrada no metabolismo de carboidratos que está diretamente ligado a alta demanda energética inerente a estes locais. Senna reticulata (Leguminosae) é uma espécie pioneira típica de planícies sujeitas ao regime anual de inundação da Amazônia Central, considerada uma das mais eficientes colonizadoras destes ambientes, além de extremamente tolerante ao alagamento. Neste trabalho, pela primeira vez foram caracterizados os padrões de reserva e de mobilização de açúcares desta espécie no período que corresponde ao seu estabelecimento no início da sua primeira fase terrestre. Adicionalmente o efeito da elevada concentração de gás carbônico foi verificada cultivando-se as plantas em câmaras de topo aberto (OTCs) em concentrações de CO2 ambiente (~380 µmol) e elevado (~760 µmol). Foram realizadas coletas destrutivas para análises de conteúdo de carboidratos não estruturais ao longo de 90 dias e ao longo de 24 horas. Foi verificado que S. reticulata possui altos níveis de amido foliar indicando que essa reserva pode estar diretamente relacionada a estratégia de constante produções de novas folhas que esta espécie apresenta. As razões sacarose:monossacarídeos se apresentaram altas em todos os órgãos analisados especialmente na raiz indicando que esta espécie pode apresentar estratégias metabólicas relacionadas também a estação seca pois além da sacarose poder ser utilizada como principal substrato na formação de raízes adventícias em condições de alagamento, também pode ser útil na regulação osmótica da raiz em locais com solos que apresentam baixa disponibilidade hídrica. A elevada concentração de gás carbônico promoveu um aumento significativo das reservas de amido na folha e no caule além de diminuir a taxa de degradação de amido transitório durante o período noturno. As concentrações de açúcares solúveis (glicose, frutose e sacarose) apresentaram tendência de diminuição sob condições de atmosfera enriquecida provavelmente devido à maior utilização dos mesmos para o crescimento da raiz. Este conjunto de respostas indica que essa espécie responde de forma positiva a elevada concentração de gás carbônico utilizando-se de possíveis mecanismos que diminuem a sinalização mediada por açúcares como, por exemplo, a habilidade de aumentar a capacidade de seus drenos já existentes, promovendo a mobilização do excesso de carboidratos para reservas e crescimento.Plants of floodplains tend to show many morphological and physiological strategies to get higher survival rates in this places. One of them but with received less attention is the plasticity showed by carbohydrate metabolism that is directly linked to high energy demand at this sites. Senna reticulata (Leguminosae) is a pioneer tree which is common in floodplains sites submitted to an annual pulse of flooding at Central Amazonian and one of the most efficient colonizers at this sites besides extremely flooding tolerant. In this work by the first time was made the characterization about reserves and mobilizations patterns of sugars on the time range that corresponding to the establishment at the initial first terrestrial phase. Additionally, the effect of high CO2 was checked by growing plants in Open-Top-Chambers (OTC´s) with ambient (~380 µmol) and elevated (~760 µmol) CO2 concentrations. It was made systematic harvests along periods of 24 hours and 90 days to determinate the carbohydrate non-structural content. It was founded that S. reticulata had higher levels of starch in leaves showing evidences that this reserve is directly linked with constantly production of new leaves strategy. The ratio sucrose:monosaccharides was high in all organs but specially in roots showing evidences that this specie has metabolic strategies also related with drought periods because besides sucrose could be used as the aim substrate to adventitious root formation at flooding conditions and can be useful too on the osmotic regulation of roots in sites with low moisture content soil. The high levels of carbon dioxide promote significative increase of starch in leaves and stem besides decrease the degradation rate of transitory starch in leaves in the dark period. The levels of soluble sugars (glucose, frutose and sucrose) showed tendency of decrease under high CO2 conditions probably due to higher use in root growth. This set of answers evidence that this tree has positively response to high CO2 useful by possible mechanisms that decrease the signaling through sugars like for example the big abiliity of increase capacity of preexistents sinks to promoting the surplus carbohydrates mobilization to reserves and growth