Post on 20-Jan-2019
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MONTES CLAROS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
MAÍRA BATISTA DE OLIVEIRA
AVALIAÇÃO DO PERFIL METABÓLICO FOLIAR DE Gomphrena agrestris Mart.
(AMARANTHACEAE) CRESCENDO EM ÁREA DE CAMPO RUPESTRE DURANTE A
TRANSIÇÃO DAS ESTAÇÕES SECA E CHUVOSA
Montes Claros, Minas Gerais
2015
MAÍRA BATISTA DE OLIVEIRA
AVALIAÇÃO DO PERFIL METABÓLICO FOLIAR DE Gomphrena agrestris Mart.
(AMARANTHACEAE) CRESCENDO EM ÁREA DE CAMPO RUPESTRE DURANTE A
TRANSIÇÃO DAS ESTAÇÕES SECA E CHUVOSA
Orientador: Geraldo Aclécio de Melo
Montes Claros, Minas Gerais.
2015
Dissertação entregue ao Programa de
Pós-Graduação Stricto Sensu em
Ciências Biológicas da Universidade
Estadual de Montes Claros como
requisito necessário para a conclusão do
curso de Mestrado em Ciências
Biológicas.
Dedico este trabalho aos meus pais pelo apoio em todos os momentos difíceis.
AGRADECIMENTOS
Infinitamente a Deus.
A minha família por sempre apoiarem meus estudos e ser minha força nos momentos mais
difíceis.
Aos meus amigos e colegas que fizeram parte dessa jornada, obrigada por me ajudarem
sempre que precisava, mesmo não convivendo todo dia, suas palavras ou o simples ato de me
ouvir, me ajudaram muito.
Ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas – PPGCB pela oportunidade de
realizar este trabalho, aumentando meus conhecimentos e experiências.
Aos meus professores do Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas da
UNIMONTES pelo apoio na análise estatística dos meus dados.
Ao professor Dr. Flaviano Oliveira Silvério e equipe pelo apoio na análise cromatográfica dos
meus extratos.
A Dra. Maria Salete Marchioretto pela identificação da planta utilizada em meu trabalho.
As professoras Dra. Maria Olívia Mercadante Simões e Dra. Lourdes Silva Figueiredo por
terem aceitado o convite para participar da banca de defesa.
Ao meu orientador Professor Dr. Geraldo Aclécio de Melo, obrigado pelas experiências
compartilhadas, pela paciência e por ter acreditado na minha capacidade de realizar este
trabalho.
SUMÁRIO
RESUMO .................................................................................................................................. 6
ABSTRACT .............................................................................................................................. 7
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 8
MATERIAL E MÉTODOS ..................................................................................................... 8
Área de estudo ...................................................................................................................... 10
Caracterização do clima e coleta do material vegetal ........................................................... 11
Fenologia da planta ............................................................................................................... 12
Determinação do teor de Umidade do solo .......................................................................... 12
Determinação do conteúdo relativo de água e do teor de umidade nas folhas ..................... 13
Preparação dos extratos ........................................................................................................ 13
Determinação do conteúdo de compostos fenólicos totais ................................................... 13
Determinação da atividade antioxidante dos extratos .......................................................... 14
Determinação do conteúdo de açúcares solúveis totais ........................................................ 14
Determinação do Conteúdo de glicose ................................................................................. 14
Análise do perfil metabólico ................................................................................................. 15
Análise estatística ................................................................................................................. 15
RESULTADOS ....................................................................................................................... 16
DISCUSSÃO ........................................................................................................................... 29
CONCLUSÕES ...................................................................................................................... 33
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 34
ANEXO ................................................................................................................................... 40
6
OLIVEIRA, Maíra Batista de. Universidade Estadual de Montes Claros, Agosto de 2015,
Avaliação do perfil metabólico foliar de Gomphrena agrestris mart. (amaranthaceae)
crescendo em área de campo rupestre durante a transição das estações seca e chuvosa.
Orientador: Dr. Geraldo Aclécio Melo.
RESUMO
Campos rupestres são ambientes sujeitos a variações sazonais na disponibilidade hídrica com
estações de seca e de chuvas bem definidas. As estratégias que garantem a sobrevivência de
muitos vegetais nestes ambientes podem abranger mudanças de caráter fisiológico e
bioquímico. Neste estudo foram analisadas mudanças no perfil metabólico de folhas de
Gomphrena agrestis, crescendo em condições de campo a fim de associa-las à disponibilidade
hídrica do ambiente e a momentos fenológicos. Em diferentes momentos, durante a transição
das estações de seca e de chuvas foram coletadas amostras de solo para determinação do teor
de umidade e amostras de folhas para determinação da biomassa, do conteúdo relativo de
água, do teor de umidade, do conteúdo de compostos fenólicos totais, da atividade
antioxidante, dos conteúdos de acúcares solúveis totais e de glicose e para análise do perfil de
metabólitos. Foi observado que a planta inicia e finaliza seu ciclo reprodutivo durante a
estação chuvosa e entra em dormência durante a estação de seca. Alterações nos conteúdos de
açúcares solúveis totais e de glicose condizem com a estratégia de osmorregulação. Do
mesmo modo, o conteúdo de compostos fenólicos totais foi maior em momentos de menor
umidade do solo, podendo estar associados tanto a osmorregulação quanto a defesa contra
danos oxidativos que podem surgir em condições de menor disponibilidade hídrica. Na
análise do perfil de matabólitos foi possível observar alterações mais expressivas nos níveis
de ácido málico, ácido octadecanóico, D-glicose, glicopiranose, ácido cinâmico, ácido
vanílico, ácido L-treônico, ácido piroglutâmico e glutamina. Estas alterações podem ser
associados a processos de crescimento da planta e estratégias para lidar com as condições
hídricas do ambiente. Essas alterações podem ser associadas a processos ligados ao
crescimento da planta e a estratégias para lidar com a condição hídrica do ambiente. As
variações observadas demonstram que a planta possui estratégias para suportar períodos de
estresse hídrico, com destaque para a manutenção do alto conteúdo relativo de água foliar
durante o período seco, o que pode ser resultado da estratégia de osmorregulação.
Palavras-chave: sazonalidade hídrica, osmorregulação, fenologia.
7
OLIVEIRA, Maíra Batista de. Universidade Estadual de Montes Claros, August de 2015, The
leaf metabolic profiles in Gomphrena agrestris Mart. (Amaranthaceae) growing in rocky field
area during the transition from dry to wet season. Advisor: Dr. Geraldo Aclécio Melo.
ABSTRACT
Rocky fields are environments subjected to seasonal variations in water availability with well-
defined dry and rain seasons. The strategies that guarantee the survival of many plants in
these environments may include physiological and biochemical changes. In this study were
analyzed changes in the metabolic profile in leaves of Gomphrena agrestis, growing under
field conditions in order to associate them to the water availability of the environment and the
phenological stages. At different times during the transition from the dry to rain season soil
samples were collected for determination of moisture content and leaf samples to determine
the biomass, relative water content, moisture content, content of total phenolic compounds,
antioxidant activity, total soluble sugars content and glucose and to analyse the metabolite
profile. It was observed that the plant starts and ends her reproductive cycle during the rainy
season and goes into dormancy during the dry season. Changes in total soluble sugar content
and glucose were consistent with osmoregulation strategy. Similarly, the content of phenolic
compounds was higher at times of lower soil moisture and may be associated with both the
osmoregulation and the defense against oxidative damage that can arise in conditions of lower
water availability. In metabolic profile analysis was possible to observe more significant
changes in the levels of malic acid, octadecanoic acid, D-glucose, glucopyranose, cinnamic
acid, vanillic acid, L-threonic acid, pyroglutamic acid and glutamine. These changes may be
associated with growth processes of the plant and strategies for dealing with water condition
of the environment. The observed variations demonstrate that the plant has strategies to
support periods of water stress, especially the maintenance of the high content of leaf relative
water during the dry season, which may result from osmoregulation strategy.
Keywords: water seasonality, osmoregulation, phenology
8
AVALIAÇÃO DO PERFIL METABÓLICO FOLIAR DE Gomphrena agrestris Mart.
(AMARANTHACEAE) CRESCENDO EM ÁREA DE CAMPO RUPESTRE DURANTE A
TRANSIÇÃO DAS ESTAÇÕES SECA E CHUVOSA
Maíra Batista de Oliveira1*, Lucinélia Vieira Silva
1, Emerson Alves da Silva
2, Danilo Centeno da
Cruz3, Geraldo Aclécio Melo
1
1. Universidade Estadual de Montes Claros, Av. Dr. Ruy Braga, S/N, Vila Muricéia, Cep. 39400-290; 2.
Instituto de Botânica de São Paulo; 3. Universidade Federal do ABC.
* Corresponding author, e-mail: mairaoliveira18@hotmail.com
INTRODUÇÃO
Os campos rupestres são formações campestres do Cerrado e caracterizam-se por
vegetação herbáceo-arbustiva associada a solos litólicos predominantemente quartzíticos
(Ribeiro & Walter 1998). Essas formações ocorrem em altitudes superiores a 900 metros,
ocupando as regiões mais altas da Serra do Espinhaço, desde o norte da Chapada Diamantina
na Bahia até a Serra de Ouro Branco em Minas Gerais (Rapini et al. 2008). Segundo Benites
et al. (2003) os solos destes ambientes são pobres em nutrientes, possuem textura arenosa,
elevados teores de alumínio trocável e cor escura nos horizontes superficiais em virtude do
acúmulo de matéria orgânica. Em função da peculiaridade climática de onde ocorrem em
associação a características do solo, esses ambientes estão sujeitos a variações sazonais na
disponibilidade hídrica e frequentemente ocorrem períodos de déficit hídrico combinados a
oscilações diárias de temperatura, ventos e alta irradiância solar (Rapini et al 2008).
A disponibilidade hídrica é considerada como principal fator limitante da
produtividade e da distribuição das espécies pelo planeta. Adaptações associadas à baixa
disponibilidade de água e/ou ao déficit hídrico sazonal envolvem características fenológicas
relacionadas ao desenvolvimento da planta (Morellato et al. 2000; Mantovani et al. 2003),
consideradas como escape da condição estressante, podendo ser observada a dormência
durante o período seco, após abscisão foliar e morte de ramos (Mantovani & Martins, 1988), a
produção de folhas, flores e frutos, concentrada na estação chuvosa (Rizzo et al. 1971;
Batalha et al. 1997; Mantovani & Martins 1988) e a presença de órgãos subterrâneos espessos
que acumulam fotoassimilados em períodos de maior disponibilidade hídrica (Mantovani e
Martins 1988) e após a estação seca dão origem a novos órgãos aéreos permitindo a retomada
do crescimento da planta (Rachid 1947). Também são observadas características
9
morfológicas, como a presença de camada cuticular, pilosidades, localização e números de
estômatos na superfície foliar e, modificações na fisiologia e no metabolismo da planta
(Petridis et al. 2012). Modificações estas que permitem a planta tolerar a condição estressante,
seja por evitar ou reduzir a desidratação (mecanismo de tolerância a potenciais hídricos mais
elevados) ou para resistir à desidratação (mecanismo de tolerância a baixos potenciais
hídricos) (Turner 1986, 1997). Desta maneira, é esperado que as plantas de um determinado
ambiente apresentem características que permitem seu sucesso reprodutivo e, portanto sua
adaptação a este ambiente.
Níveis críticos de umidade do solo podem restringir a absorção de água e a
hidratação dos tecidos vegetais, gerando alterações morfológicas e fisiológicas a fim de
tolerar períodos secos (Taiz & Zeiger 2013). Dentre as adaptações fisiológicas e bioquímicas,
o acúmulo de substâncias como proteínas, carboidratos solúveis, aminoácidos e outros ácidos
orgânicos tem sido amplamente estudado devido a crescente atenção sobre os impactos de
secas cada vez mais intensas (Choat et al. 2012, Mckierman et al. 2014).
Estudos envolvendo a avaliação do perfil de metabólitos de plantas sob condições
de déficit, indicam que modificações no metabolismo podem ser relacionadas à demandas no
crescimento da planta e à ação osmorreguladora (Griesser et al. 2015, Mckiernan et al. 2014,
Bowne et al. 2012, Witt et al. 2012). Witt et al. (2012) avaliaram o perfil de metabólitos em
diferentes órgãos e observaram que mudanças metabólicas induzidas pelo estresse hídrico
ocorriam mais marcadamente em folhas. Griesser at al. (2015), em estudo com videira,
também observaram que o conteúdo de diferentes grupos de metabólitos de folhas é
significativamente influenciado pelo estresse hídrico. Outros trabalhos relatam que o tipo e a
intensidade do estresse influenciam o metabolismo de plantas, causando impactos nos
conteúdos de metabólitos primários e secundários (Deluc et al. 2009, Grimplet et al. 2009,
Lawo et al. 2011, Schoedl et al. 2013). Sanchez et al. (2011) investigaram as respostas
metabólicas em diferentes níveis de estresse hídrico em Lotus japonicus, tendo observado
correlações significativas entre o nível de estresse e a magnitude das mudanças nos perfis de
metabólitos.
Alterações no conteúdo de metabólitos primários, como carboidratos, no interior
da célula tem sido observado sob condições de stress hídrico e, conforme autores, estão
associadas à osmoproteção, além de serem precussores de uma série de outros compostos que
atuam na tolerância hídrica (Grimplet et al. 2009; Taji et al. 2002). Em conjunto a essas
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alterações, pode haver aumento significante de substâncias do metabolismo secundário como
os compostos aromáticos e aminoácidos que participam da proteção contra a formação
excessiva de espécies reativas de oxigênio (EROs) (Griesser et al. 2015). Muitos trabalhos
relatam a eficácia dessas substâncias no sistema antioxidante da planta e consideram que o
incremento na síntese destes compostos contra a geração de EROs implica no desvio do
carbono fixado na fotossíntese, que seria utilizado na síntese de metabólitos primários tais
como celulose, lipídeos e proteínas associados ao metabolismo de crescimento, para a síntese
de metabólitos secundários associados ao déficit hídrico (Kirakosyan et al. 2004). Todas estas
alterações implicam que a condição hídrica exercem forte influência no metabolismo geral da
planta
Gromphena agrestis Mart. é uma herbácea nativa de campos rupestres (Siqueira
1991), portanto, adaptada às condições desse ambiente. Neste contexto, com objetivo de
explorar e entender mecanismos adaptativos das plantas ao déficit hídrico, avaliou-se em
plantas de Gomphrena agrestis crescendo em condições naturais em área de campo rupestre,
se háalterações sazonais no perfil de metabólitos foliares e se estas alterações podem ser
associadas a mudanças nas condições hídricas do ambiente que ocorrem durante a transição
das estações seca e chuvosa.
MATERIAL E MÉTODOS
Área de estudo
O estudo foi conduzido na Área de Preservação Ambiental (APA) “Conjunto
Paisagístico da Serra Resplandecente” no município de Itacambira, norte de Minas Gerais
(16°59’47“S, 43°20’01”W). Nessa área, que faz parte da Serra do Espinhaço predominam
formações do tipo Campo Rupestre.
Material vegetal
Para estudo, foi escolhida a espécie Gomphrena agrestis (Figura 1) em função da
sua abundância no local de estudo. Espécimes da planta foram coletados na área de estudo,
herborizados e depositados sob número 114593 no Herbarium Anchieta/PACA, localizado no
Instituto Anchietano de Pesquisa/UNISINOS, São Leopoldo, RS.
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Figura 1: Imagem de espécie Gomphrena agrestis Mart. (Amareantaceae). Arquivo pessoal, 2014.
Caracterização do clima e coleta do material vegetal
Para caracterizar o clima da região no período de estudo os dados de precipitação
foram obtidos junto ao site do INMET- Instituto Nacional de Meteorologia- correspondente à
estação meteorológica da cidade de Montes Claros – Minas Gerais, estação mais próxima à
área de estudo.
As coletas do vegetal foram realizadas em duas etapas de maneira a compreender
os períodos de transição entre as estações seca e chuvosa da região. A primeira etapa de
coletas foi realizada nos meses de setembro a novembro, que compreende o fim da estação
seca e início da estação chuvosa e a segunda foi realizada nos meses de fevereiro, mês com
pouca ou nenhuma precipitação inserido no período chuvoso, a julho que já corresponde à
estação seca.
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Foram realizadas dezesseis coletas quinzenais e em cada expedição seis plantas de
tamanho similar foram selecionadas, coletadas, acondicionadas em sacos plásticos e
acondicionadas em recipientes resfriados com placas de gelo. As folhas e os sistemas
subterrâneos (fracionados) foram congelados em nitrogênio líquido e armazenadas em freezer
para análises.
Fenologia da planta
Foram identificados os momentos fenológicos do vegetal tais como dormência,
brotação, floração e frutificação durante o período de coletas. Assim, a dormência caracteriza-
se pela presença de ramos florais e folhas mais velhas do ramo em senescência, a brotação
caracteriza-se pela emissão de ramos e folhas novas, a floração caracteriza-se pela presença
de ramos florais inflorescências com peças florais vivas com coloração avermelhada e a
frutificação caracteriza-se pela presença de inflorescências com peças florais senescentes com
coloração paleácea. Em cada expedição, foram registrados ao acaso, por meio de fotografias,
trinta indivíduos da espécie. Posteriormente cada fotografia foi analisada, sendo registrada a
presença ou ausência do momento fenológico.
Teor de Umidade do solo
Para determinação do teor de umidade solo, amostras de solo foram coletadas na
faixa de profundidade de 20 cm, correspondente ao sistema subterrâneo da planta. Após
coletadas, as amostras foram acondicionadas em sacos de papel e esses foram vedados e
levados ao laboratório. O teor de umidade do solo foi determinado por gravimetria, conforme
Blake (1965). As amostras de solo coletadas conforme descrito anteriormente, foram pesadas
para determinação de sua massa fresca (MF), depois foram submetidas à secagem em estufa
de ar circulante a 70°C até atingir massa constante e então foram pesadas para determinação
da massa seca (MS). O teor de umidade foi determinado empregando-se a equação: Usolo (%)
= [(MF - MS)/(MS - Ta)] x 100, em que MF = massa fresca da amostra de solo; MS = massa
seca da amostra de solo; Ta = tara do saco de papel.
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Conteúdo relativo de água e teor de umidade nas folhas
De cada indivíduo coletado separou-se dez folhas que inicialmente foram pesadas
para determinação da massa fresca (MF). Posteriormente, foram imersas em água destilada
por seis horas para determinação da massa túrgida (MT), seguidas de secagem em estufa com
circulação de ar a 70°C para determinação da massa seca (MS). O conteúdo relativo de água
(CRA) foi estimado por meio da equação: CRA (%) = [( MF - MS)/(MT –MS)] x 100, em
que: MF = massa fresca; MS = massa seca; MT = massa túrgida (Weatherley, 1950).
O teor de umidade das folhas foi determinado utilizando os dados da MS e da MT
segundo a equação: TU= [(MF-MS)/MF)] x 100, em que: MF = massa fresca; MS = massa
seca.
Preparação dos extratos
As amostras de folhas congeladas foram trituradas em nitrogênio líquido com
auxílio de um almofariz com pistilo. Em seguida, 200 mg do pó obtido foram adicionados 2
ml de etanol 80%. A mistura obtida foi aquecida a 85ºC durante 15 minutos e em seguida
centrifugada a 2000 rpm durante 10 minutos, sendo o sobrenadante coletado e armazenado. O
procedimento foi repetido por duas vezes e os sobrenadantes obtidos foram combinados para
compor o extrato final com volume de 6 ml.
Conteúdo de compostos fenólicos totais
A quantificação do conteúdo de compostos fenólicos totais foi realizada por
espectrofotometria pelo método de Follin-Ciocalteau descrito por Swain & Hillis (1959).
Foram preparados tubos de ensaio contendo 3,5 mL de água destilada, aos quais foram
acrescidas alíquotas de 50 μL dos extratos. Em seguida foram adicionados 250 μL do reagente
de Follin-Cicalteau e após três minutos acrescentou-se à mistura 500 μL de solução
supersaturada de carbonato de sódio (Na2CO3) e água destilada em quantidade suficiente para
completar 5 mL. Após uma hora, as absorvâncias foram lidas em espectrofotômetro UV-Luz
visível a 740 nm. O conteúdo de compostos fenólicos totais foi determinado com base em
uma curva-padrão construída a partir de ácido gálico na faixa de 5-80 μg/ml. A quantidade foi
14
expressa em equivalente de ácido gálico (EAG) por grama de matéria seca e os resultados
expressos em média e (+) intervalo de confiança.
Atividade antioxidante dos extratos
A atividade antioxidante dos extratos das folhas foi avaliada por
espectrofotometria e consistiu em medir a capacidade do extrato em reduzir o radical livre
2,2- difenil-1-picril-hidrazila- DPPH (Souza et al. 2007). No procedimento, 100 μL do extrato
foram adicionados a 3 mL de solução DPPH na concentração de 40 μg/mL. Após 30 minutos
de reação sob abrigo de luz, a leitura das absorvâncias das amostras foi realizada em
espectrofotômetro a 517 nm. Como controle foi utilizado a solução de DPPH na concentração
citada anteriormente e como branco foi usado etanol puro. A porcentagem de atividade
antioxidante (%AA) foi determinada conforme Melo et al. (2006), por meio da equação:
%AA = [(Abs controle – Abs amostra)/Abs controle)]x 100, em que: Abs controle:
absorbância do controle (solução de DPPH sem antioxidante); Abs amostra: absorbância da
amostra (extrato) a ser testada. Os resultados foram expressos em média mais (+) intervalo de
confiança.
Conteúdo de açúcares solúveis totais
As análises foram feitas de acordo com método fenol-sulfúrico descrito por
Dubois et al. (1956). Foram pipetados 100 μL do extrato em tubo de ensaio que foi
completado com água destilada até o volume de 500 μL. Foram adicionados 500 μL de fenol
5% seguido de 2,5 mL de ácido sulfúrico (96%) e agitou-se a solução. Os teores de açúcares
totais foram determinados por espectrofotometria em comprimento de onda de 490nm
utilizando-se uma curva padrão de glucose de intervalo de 10 a 40 μg/mL. A quantidade foi
expressa no total de Açúcares Solúveis Totais (AST) por grama de matéria seca e os
resultados expressos em média e (+) intervalo de confiança.
Conteúdo de glicose
A determinação glicose das amostras foi feita utilizando kit glicose monoreagente
(Bioclin). Alíquotas do extrato das amostras foram depositadas em tubos de ensaio, em
seguida, foram adicionados 2,5 mL do reagente glicose mono reagente e o conteúdo foi então
15
homogeneizado. Os tubos foram deixados em banho-maria por 10 minutos a 35°C. A leitura
da absorbância das amostras foi feita a 505 nm. A concentração de glicose foi estimada com
base em uma curva padrão de calibração construída com concentrações crescentes de glicose.
A quantidade foi expressa no total de Glicose por grama de matéria seca e os resultados
expressos em média e (+) intervalo de confiança.
Análise do perfil metabólico
O perfil metabólico foi determinado por meio das análises cromatográficas realizadas
em Cromatógrafo a gás da Agilent Technologies (GC 7890A) equipado com detector de
ionização por impacto de elétrons (CG-EM) e coluna capilar DB-5MS (Agilent Technologies,
30m comprimento X 0,25mm diâmetro interno X 0,25μm espessura filme). Hélio (99,9999%
de pureza) foi utilizado como gás de arraste a uma taxa de 1ml min-1
. Utilizando auto-injetor
(CTC combiPaL), 1μL da amostra foi injetada no cromatógrafo a uma razão de split 1:5. O
injetor split/splitless foi mantido a 230ºC. A coluna cromatográfica inicialmente a 70ºC,
isoterma por 5 min., foi aquecida a uma taxa de 5ºC min-1
até 280 ºC, permanecendo a essa
temperatura por 1 min. Após a separação dos compostos a temperatura foi elevada até 300 ºC
e permanecendo por 2 min (post run). A temperatura da interface foi mantida a 280ºC a
ionização realizada com impacto de 70 eV. A amplitude de varredura de m/z foi de 30 a 600
u. A identificação dos compostos foi feita por comparação ao Índice de Kovats e pela
comparação dos seus espectros de massa com espectros da base de dados do aparelho (Wiley
330 000, Wiley, USA)
Análise estatística
Foram construídos Modelos Lineares Generalizados (GLM) para relacionar
precipitação, a umidade do solo e o conteúdo relativo de água por meio do software R versão
3.0.2 (R Core Team). A correlação foi considerada significativa se p < 0,05.
As análises das variáveis metabólicas (Compostos Fenólicos Totais, Atividade
Antioxidante, Açúcares Solúveis Totais e Glicose) foram realizadas em apenas seis coletas,
que representaram momentos de transição entre as estações seca e chuvosa quanto a umidade
do solo aumentava (Setembro-Outubro e Fevereiro-Abril) e quando diminuía (Outubro-
16
Fevereiro, Abril-Maio e Maio-Julho) entre uma coleta e outra. Os resultados foram expressos
como média mais (+) intervalo de confiança (n = 6) para cada extrato testado.
A análise do perfil metabólico dos extratos por cromatografia gasosa associada a
espectrometria de massas (CG/EM), também foi realizada em apenas seis coletas, que melhor
representaram momentos de transição entre as estações seca e chuvosa quanto a umidade do
solo aumentava (Setembro-Outubro e Fevereiro-Abril) e quando diminuía (Outubro-
Fevereiro, Abril-Maio e Maio-Julho) entre uma coleta e outra. Foi feita em uma amostra
composta onde cada amostra analisada consistiu da mistura, em partes iguais, dos extratos das
6 plantas coletadas. Os resultados foram expressos em valores absolutos da área dos picos
observados para cada composto nos cromatogramas obtidos. Foram apresentados dados dos
metabólitos (figuras 7, 8, 9 e 10) individualmente e por classes químicas (figura 6) nas quais
se enquadram.
RESULTADOS
Dentre os meses de coleta, setembro a novembro de 2013 e fevereiro a julho de
2014, houve grande variação na precipitação pluviométrica na região de estudo. O maior
índice observado foi em abril com 34,5 mm. Este período corresponde à estação chuvosa, a
exceção da ultima coleta de fevereiro e a primeira coleta de março, em que não houve
precipitação pluviométrica. Dados históricos registram menores índices de precipitação para o
mês de fevereiro na região. Nos meses de setembro e julho, que compreendem a estação seca,
também não houve registro de precipitação (Figura 2A).
A Umidade do solo (US) no local de estudo variou aproximadamente de 0,4%, na
primeira coleta de setembro a 17,3% observado na primeira coleta de abril. Entre os meses de
outubro a abril, que compreende o período chuvoso da região, a umidade do solo variou de
5,7% a 17,3%, à exceção de fevereiro, em que o solo apresentou umidade de 3,9% na primeira
coleta e 3,6 % na segunda coleta. Nos meses que compreendem o período de seca, a umidade
do solo esteve abaixo de 8%, sendo observados 0,44%, em setembro, e 1,05%, em julho
(Figura 2B). Os dados da umidade do solo do local de estudo correlacionaram-se
significativamente (p= 0.007) com a precipitação registrada para o período.
17
A
B
Figura 2- Médias de umidade do solo (A) em Itacambira-MG e médias decêndiais de precipitação pluviométrica
acumulada (B) na região de Montes Claros, entre os meses de setembro 2013 à julho 2014. Para umidade do
solo, os valores são de média (+) intervalo de confiança (n=10).
Os momentos fenológicos registrados para a espécie em estudo estão representados na
figura 3. Durante as primeiras coletas, realizadas em setembro, as plantas foram
caracterizadas em fase de dormência (ramos florais e folhas mais velhas do ramo em
senescência) (Figura 3A). Com o início das primeiras chuvas, na segunda coleta em outubro
as plantas entraram em fase de brotação (emissão de ramos e folhas novas) (Figura 3B). Na
segunda coleta realizada em fevereiro, foi marcante presença de flores, sendo as plantas
caracterizadas em fase de floração (presença de ramos florais e inflorescências com peças
florais vivas com coloração avermelhada) (Figura 3C). Na primeira coleta do mês de abril foi
caracterizado o início da frutificação (presença de inflorescências com peças florais
senescentes com coloração paleácea) (Figura 3D). Esta fase perdurou até maio quando foi
notável o estágio final da frutificação, já com senescência dos ramos florais (Figura 3E). Nas
observações foi caracterizado retorno do estágio de dormência (Figura 3F).
Não foi observada correlação entre a umidade do solo e o conteúdo relativo de
água das folhas. O Conteúdo Relativo de Água (CRA) das folhas apresentou em setembro
96,74% caindo ao início do período chuvoso atingindo o valor de 87,45% em outubro (Figura
4, A e B). Em fevereiro, os valores caíram ainda mais chegando a ser registrado 83,82%,
porém com a retomada das chuvas, no mês de abril o CRA registrado foi de 95,89%. No final
18
da estação chuvosa que se deu em maio, o CRA foi de 91,02% aumentando para 95,97% em
julho.
A Massa Seca de 10 folhas (MS), representada na figura 4 (C e D), foi menor em
setembro quando apresentou valor de 0,071 g, aumentando para 0,077 g em outubro. Em
fevereiro, a massa seca elevou-se para 0,116 g e atingiu 0,174 g em abril. Em maio foi
registrada queda no valor da MS para 0,080 g, mantendo aproximadamente este mesmo valor
em julho, onde foi registrado 0,083 g. A Massa Fresca de folhas (MF) (Figura 4, E e F)
também apresentou níveis mais baixos em setembro, com 0,137 g e mais altos em abril, com
0,613 g. O Teor de Umidade foliar (TU), representado na figura 4 (G e H) foi, em setembro,
de 68,13%. Em outubro o valor aumentou para 75,95%, apresentando queda em fevereiro,
registrando 66,86%. No mês de Abril esse valor voltou a aumentar, atingindo 69,86%. A
partir de então foram registrados menores valores em maio com 66,27% e em julho com
65,48%, sendo este o menor valor registrado.
19
Figura 3 – Momentos fenológicos registrados para Gomphrena agrestis Mart. durante o estudo, sendo: final da dormência em setembro (A), inicío de brotação em
outubro (B), plena floração em fevereiro (C), início da frutificação em abril (D), final da frutificação em maio (E) e início da dormência em julho (F). Foto: Arquivo
pessoal. 2013/2014.
A
B
C
D
E
F
06/09/2013 18/10/201
3
26/02/2014
08/04/2014 20/05/2014 15/07/2014
20
A
B
C
D
E
F
G
H
Figura 4 – Valores do conteúdo relativo de água (A e B), Massa seca (C e D), Massa Fresca (E e F) e do teor
de umidade (G e H) de folhas Gomphrena agrestis observados em períodos que os valores de umidade do
solo estavam aumentando (A, C, E e G) e reduzindo (B, D, F e H). Os valores são de média (+IC) (n=6).
21
Conforme apresentado na figura 5 (A e B), o conteúdo de Compostos
Fenólicos Totais (CFT) apresentou valores de aproximadamente 104,85 mg/g de massa
seca, na coleta de setembro, que representa o fim da estação seca, caindo com o início das
chuvas atingindo aproximadamente 83,26 mg/g no mês de outubro. No mês de fevereiro, o
valor de compostos fenólicos diminuiu chegando a ser registrado 70,86 mg/g, porém com o
avanço da estação chuvosa e aumento da umidade do solo foram registradas novas quedas
nos níveis de compostos fenólicos, chegando a 29,31 mg/g em abril. O final da estação
chuvosa foi acompanhado de aumentos nos níveis de compostos fenólicos, sendo
quantificado 73,71 mg/g em maio e 76,83 mg/g em julho, onde o solo já se encontrava com
baixos valores de umidade.
A Atividade Antioxidante (AA) dos extratos das folhas apresentou em
setembro 38,84% caindo para 23,00% com o início das chuvas, conforme registrado em
outubro. No mês de fevereiro, esse valor aumentou consideravelmente, sendo registrados
53,22% seguido de nova queda em abril com 41,51%. No final da estação chuvosa para e
início da seca também houve diminuição da capacidade antioxidante dos extratos, em maio
a AA foi de 34,68% e em julho os valor registrado foi 30,73% (figura 3, C e D).
O conteúdo de Açúcares Solúveis Totais (AST), figura 5 (E e F), foi de 59,77
mg/g de massa seca, no mês de setembro e diminuindo para 39,49 mg/g no mês de
outubro. Em fevereiro esse valor aumentou levemente para 39,55 mg/g e em abril
apresentou nova queda, sendo registrado 17,748 mg/g. Nos meses seguintes, com o fim da
estação chuvosa, houve aumento para 42,61 mg/g em maio, e 52,90 mg/g em julho. Na
figura 5 (G e H) está representado os níveis de glicose, que em setembro apresentou valor
8,19 mg/g de massa seca, diminuindo em outubro para 5,67 mg/g. No mês de fevereiro este
valor subiu para 12,20 mg/g apresentando queda com a continuidade das chuvas em abril,
quando foi registrado 6,64 mg/g. No final da estação chuvosa apresentou valor de 3,54
mg/g em maio e voltou a aumentar em julho, apresentando valor de 4,98 mg/g.
Na tabela 1 (em anexo), encontram-se registrados os valores absolutos das
áreas dos picos observados nos cromatogramas para os diferentes metabólitos detectados
na análise realizada por cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas
(CG/EM). Nas nossas condições experimentais, a investigação dos componentes do perfil
metabólico de folhas de Gromphrena agrestis permitiu a identificação de 72 metabólitos,
22
incluindo 9 aminoácidos, 6 compostos aromáticos, 43 carboidratos, 11 ácidos carboxílicos,
uréia e outros 2 metabólitos não identificados.
Para os aminoácidos (Figura 6, A e B) foi observada uma área absoluta total
dos picos de 14,55 (sem unidade) em setembro, aumentando no período chuvoso, sendo
registrado o valor de 22,19 em outubro. Em fevereiro, o conteúdo de aminoácidos foi de
11,20, aumentando para 18,28 em abril. A transição do período chuvoso para o seco foi
representado pelas coletas de maio que apresentou valores de 16,96 e julho com 8,98. Na
figura 7 estão representados três compostos que tiveram maiores alterações neste grupo, o
ácido piroglutâmico (Figura 7, A e B), o ácido L-treonico (Figura 7, C e D) e a glutamina
(Figura 7, E e F). Em setembro foram quantificados, respectivamente, para estes
compostos valores de 2,47; 5,05 e 2,34 aumentando seus níveis em outubro para 3,80; 5,46
e 5,29. Em fevereiro apresentaram queda, sendo registrados valores de 1,36; 5,04 e 1,43
aumentando com o retorno das chuvas em abril sendo quantificados 2,57; 7,87 e 3,84. Na
coleta de maio esses valores voltaram a cair para 2,45; 5,09 e 2,69 e em julho foi registrado
queda no teor do ácido piraglutâmico com 1,90 e no teor do ácido L-treonico com 2,51,
mas o teor de Glutamina apenas nesta coleta apresentou variação diferente dos demais
onde sofreu pequeno aumento atingindo o valor de 2,85.
Os compostos aromáticos (Figura 6, C e D) seguiram a mesma tendência dos
aminoácidos, aumentando de 26,30 em setembro para 28,99 em outubro. Em fevereiro,
período em que não houve ocorrência de chuvas os níveis baixaram para 19,28 e
aumentando em seguida para 29,56 em abril. Em maio, o valor registrado foi de 30,32
caindo para 19,30 em julho. Dentre os aromáticos os compostos que mais tiveram
mudanças nos seus níveis durante as coletas destaca-se o ácido vanílico e o ácido cinâmico
(Figura 8 – A, B, C e D). O ácido vanílico foi quantificado em 15,06 em setembro
aumentando para 15,46 em outubro. Este valor voltou a cair em fevereiro, onde foi
registrado seu menor valor com 8,9, mas voltou a subir em abril para 15,49. No mês de
maio foi registrado 12,30 que continuou a cair, sendo registrados 9,48 em julho. O ácido
cinâmico apresentou em setembro teor de 3,39 que aumentou para 5,78 em outubro. Este
valor diminuiu em fevereiro onde foram registrados 2,81 aumentando para 4,49 em abril.
Maio foi registrado 3,92 que diminuiu para 2,81 em julho.
Os ácidos carboxílicos identificados, representados na figura 6 (E e F),
apresentaram uma área absoluta total de 42,42 em setembro, aumentando para 42,96 em
23
outubro com o início das chuvas. Em Fevereiro o valor registrado foi de 40,42 aumentando
para 49,42 em abril com a continuidade do período chuvoso. Em maio, os ácidos
carboxílicos foram quantificados em 65,46 caindo para 48,30 em julho com o início da
estiagem na região. Nesta classe, o acido málico (Figura 9, A e B) e o ácido octadecanóico
(Figura 9, C e D) apresentaram as maiores variações entre as coletas. O ácido málico
apresentou em setembro um valor de 5,12 com pequena diminuição em outubro, quando
foi registrado o valor de 5,08. Em fevereiro esse valor aumentou para 5,95 e em abril foi
registrado o maior valor com 11,42. No mês de maio esse valor foi de 5,16 que continuou
caindo e na coleta de julho o valor observado foi de 4,55. O teor de ácido octadecanóico
apresentou, em setembro, o valor de 17,43 sofrendo aumento para 19,59 em outubro. Esse
valor diminuiu em fevereiro onde foi registrado 18,75 sofrendo um pequeno aumento em
abril com 18,93. Em maio foi registrado o maior valor com 34,41 que diminuiu para 25,87
em julho.
Os carboidratos (Figura 6, G e H) foram os compostos mais abundantes em
todas as coletas, apresentando em setembro o valor de 738,44 que diminuiu com o início
do período chuvoso, sendo registrado o valor de 593,94. Em fevereiro, o valor foi de
725,87 que aumentou para 1.011,45 em abril. No período que marca o início da estação
seca temos diminuição desses compostos, onde foram registrados 1.027,67 em maio, e
934,59 em julho. Cinco carboidratos tiveram destaque quanto a alterações nas suas
quantidades, dentro dessa classe, porém apenas dois foram identificados: D-frutose (Figura
10, A e B) e a glicopiranose (Figura 10, C e D). Em setembro os valores de ambos foram,
respectivamente, de 83,23 e 86,68 diminuindo para 49,73 e 57,34, em outubro. Em
Fevereiro, ambos aumentaram atingindo valores de 116,49 e 70,43 e em abril de 207,42 e
97,92, respectivamente. Em maio a glicopiranose apresentou diminuição para 138,76
enquanto a D-frutose continuou aumentando atingindo o valor de 116,09. No mês de Julho,
a glicopiranose teve aumento para 190,76 e D-frutose diminuiu para 88,05.
24
A
B
C
D
E
F
G
H
Figura 5 - Concentração de compostos fenólicos totais (A e B), atividade antioxidante (C e D) açúcares
solúveis totais (E e F) e de glicose (G e H) em folhas Gomphrena agrestis observados em períodos em que os
valores da umidade do solo estavam aumentando (A, C, E e G) e reduzindo (B, D, F e H). Os valores são de
média (+IC) (n=6).
25
A
B
C
D
E
F
G
H
Figura 6 - Conteúdo de aminoácidos (A e B), compostos aromáticos (C e D), ácidos carboxílicos (E e F) e de
carboidratos (G e H) em folhas Gomphrena agrestis observados em períodos em que os valores da umidade do
solo estavam aumentando (A, C, E e G) e reduzindo (B, D, F e H). Os valores estão em unidade área absoluta
dos picos observados em cromatogramas obtidos em análise por cromatografia gasosa associada a
espectrometria de massas.
26
A
B
C
D
E
F
Figura 7 - Conteúdo de ácido piroglutâmico (A e B), ácido L-treônico (C e D) e de glutamina (G e H) em
folhas Gomphrena agrestis observados em períodos em que os valores da umidade do solo estavam
aumentando (A, C, E) e reduzindo (B, D, F). Os valores estão em unidade área absoluta dos picos observados
em cromatogramas obtidos em análise por cromatografia gasosa associada a espectrometria de massas.
27
A
B
C
D
Figura 8 - Conteúdo de ácido málico (A e B) e de ácido octadecanóico (C e D) em folhas Gomphrena agrestis
observados em períodos em que os valores da umidade do solo estavam aumentando (A e C) e reduzindo (B e D).
Os valores estão em unidade área absoluta dos picos observados em cromatogramas obtidos em análise por
cromatografia gasosa associada a espectrometria de massas.
A
B
C
D
Figura 9 - Conteúdo de ácido vanílico (A e B) e de ácido cinâmico (C e D) em folhas Gomphrena agrestis
observados em períodos em que os valores da umidade do solo estavam aumentando (A e C) e reduzindo (B e D).
Os valores estão em unidade área absoluta dos picos observados em cromatogramas obtidos em análise por
cromatografia gasosa associada a espectrometria de massas.
28
A
B
C
D
Figura 10 - Conteúdo de D-frutose (A e B) e de glicopiranose (C e D) em folhas Gomphrena agrestis
observados em períodos em que os valores da umidade do solo estavam aumentando (A e C) e reduzindo (B e
D). Os valores estão em unidade área absoluta dos picos observados em cromatogramas obtidos em análise por
cromatografia gasosa associada a espectrometria de massas.
29
DISCUSSÃO
A análise do perfil metabólico tem sido usada em diferentes estudos para um
melhor entendimento das estratégias adaptativas das plantas aos diversos tipos de condições
estressantes do ambiente. Em relação ao estresse hídrico, observa-se que alterações nos
conteúdos de metabólitos podem ser associadas a estratégias de crescimento para escapar do
estresse e/ou estratégias para tolerar o estresse. Neste estudo, a composição de metabólitos foi
analisada em plantas nativas de Gomphrena agrestis crescendo em área de campo rupestre,
em momentos de transição entre as estações de seca e de chuva que são bem nítidas neste
ambiente (Silva et al., 2013).
Em momentos de baixa umidade do solo durante a estação de seca, foi observado
que a planta mantinha seu conteúdo relativo de água (CRA) foliar, sempre acima de 90%. No
entanto, com a chegada do período chuvoso este valor caia, mesmo com elevação do teor de
umidade do solo (Figura 2-B e Figura 4-A e B). Esses resultados mostram que a conservação
do conteúdo de água nas folhas em níveis elevados pode ser uma estratégia de G. agrestis
para suportar períodos de deficiência hídrica no solo. Silva et al. (2013) ao estudarem
estratégias adaptativas de Gomphrena marginata, também em condições de campo rupestre,
relatam que o conteúdo relativo de água em estruturas subterrâneas permanece alto durante
todo o período de seca. Conforme autores, carboidratos acumulados na forma de frutanos
estariam agindo como osmoreguladores fazendo com que a planta mantivesse a hidratação do
tecido. Em plantas de Vernonia herbace, também tem sido observada a manutenção da
hidratação de tecidos de órgãos subterrâneos associada ao acúmulo de frutanos (Carvalho &
Dietrich 1993, Garcia 2009, Cangussu 2012). Provavelmente o mecanismo de ajustamento
osmótico nas partes subterrâneas, que também estão presentes em G. agrestis, esteja
auxiliando na manutenção elevado CRA das folhas. Associado a isso, os valores mais baixos
do CRA observados no período chuvoso e mais altos no período de seca, indicam que em G.
agrestis pode ocorrer o controle do movimento estomático, para manter os tecidos hidratados,
quando submetidas à escassez de água como parte das estratégias para enfrentar a
sazonalidade de chuvas. Escalona et al. (2013), observou que em folhas de Vittis vinifera,
quando irrigadas, mantinham os estômatos abertos perdendo uma quantidade significativa de
água por transpiração, porém quando submetidas ao estresse hídrico as trocas gasosas foram
significativamente reduzidas devido o fechamento estomático. Em Olea europaea quando
30
submetidas ao déficit hídrico, observou-se uma diminuição significativa da condutância
estomática, bem como queda na taxa de assimilação de CO2 e redução da perda de água por
transpiração (Petridis et al. 2012). A manutenção de estômatos abertos pode levar a uma
maior perda de água, no entanto, com solos mais úmidos é fácil a reposição e com este
comportamento a planta pode manter uma maior taxa de crescimento quando o recurso água
está disponível.
O conteúdo de compostos fenólicos totais (CFT) apresentou marcada diminuição
(Figura 5, A-B) no período no início da estação chuvosa quando foi observado aumento da
biomassa foliar (Figura 4, C-E). Neste momento, as plantas encontravam-se em fase de
brotação (Figura 3B) marcando uma retomada de crescimento após estado de dormência
durante o período de seca. Compostos fenólicos são produtos do metabolismo secundário e
atuam, dentre outras funções, na proteção e na defesa contra danos oxidativos possibilitando
ao vegetal interagir com fatores estressantes do ambiente adaptando sua fisiologia e isso
implica em alterações no seu perfil bioquímico (Abreu & Mazzafera 2005). A atividade
antioxidante foliar teve sua menor média também no período de brotação, com o início das
primeiras chuvas e aumento da produção de biomassa. Como consequência da produção e
degradação destes compostos pode haver aumento ou diminuição nas quantidades de
substâncias estruturais, como os carboidratos, já que a síntese dos esqueletos básicos para
ativar os metabólitos secundários é dependente do carbono assimilado durante fotossíntese
(Zobayed et al. 2007). Diante disso, pode-se inferir, que em períodos chuvosos, quando as
pressões ambientais são menores, há um redirecionamento da fração do carbono
fotossintetizado para a produção de biomassa e crescimento vegetal e consequentemente, há
um declínio na produção de CFT.
Essa afirmação ganha reforço a partir dos dados da segunda coleta de fevereiro,
onde o extrato apresenta a maior média de AA, em um período em que a umidade solo estava
baixa. A planta que estava em fase de expansão foliar acelerada devido a retomada do
crescimento com brotação e formação de novas folhas teve sua produção de biomassa
reduzida, ao mesmo tempo em que há uma elevação no nível de CFT. Isso provavelmente
ocorre porque a redução da disponibilidade de água pode influenciar o aumento do estresse
oxidativo foliar, e para se proteger dos possíveis danos gerados, a planta passa a alocar mais
carbono para produção desses metabólitos secundários com capacidade antioxidante. Esse
31
fenômeno tem relevância fisiológica e é conhecido como “demanda conflitante” que consiste
num balanço entre a alocação de recursos limitados para a realização de uma determinada
atividade, em detrimento de outra (Begon et al. 2006), que neste caso pode ser compreendido
como o custo para manter a proteção antioxidante sob condição de estresse hídrico, limitando
o crescimento.
Das estratégias para resistir ao estresse hídrico, o acúmulo de osmorreguladores, a
exemplo de carboidratos, é considerado de grande importância e tem sido amplamente
descrito. Os níveis de açúcares solúveis totais (AST) e de glicose em folhas de G. agrestis
tiveram maiores valores quando o solo estava mais seco. Suguiyama et al. (2014) encontraram
relações entre o status hídrico e níveis de carboidratos em folhas de Barbacenia purpurea e
associou como reposta ao déficit hídrico. A elevação no conteúdo dos AST nas folhas está
fortemente ligada à indução do ajustamento osmótico da célula e consequentemente à
manutenção do nível de água da folha (Lacerda et al. 2001). Em folhas de Stevia rebaudiana
os níveis de carboidratos aumentaram de acordo com a intensidade do estresse hídrico e o
incremento foi devido principalmente à produção de glicose (Karimi et al. 2014). Silva et al.
(2013), observaram em plantas de G. marginata que a composição e alterações no conteúdo
de frutanos nas estruturas subterrâneas estão associadas à manutenção da hidratação da planta.
O aumento nos conteúdos observados para AST e glicose nas folhas de G. agrestis nos
períodos mais secos ocorreu, provavelmente, como parte das estratégias de manutenção da
hidratação dos seus tecidos. Conforme análise por CG/EM, houve pouca diferença nos níveis
de carboidratos entre as coletas realizadas nos períodos de maior e menor umidade do solo.
Os metabólitos que mais variaram dentre os carboidratos foram D-fructose e glicopiranose,
porém não foi possível associar estas variações aos demais carboidratos ou à disponibilidade
hídrica do ambiente. Griesser et al. (2015) observou que teores de D-fructose não foram
significativamente afetados pela seca em folhas de vidreiras, diferentemente do que ocorreu
em bagas, explicando que isso reflete respostas diferenciadas entre orgãos das plantas ao
estresse.
Foi observado aqui que em folhas de G. agrestis os conteúdos de ácidos
carboxílicos e de carboidratos apresentaram variações semelhantes dentre as coletas. Isto pode
ser uma resposta comum, uma vez que os ácidos carboxílicos influenciam o metabolismo
carboidratos (Guerrero et al. 2007). Dentre os ácidos carboxílicos o ácido málico e o ácido
32
octadecanóico mais sofreram variações com as alterações da umidade do solo. O ácido málico
apresentou diminuição dos seus teores quando a umidade do solo estava mais baixa,
corroborando com resultados encontrados por Griesser et al. (2015), onde os teores de ácido
málico, em folhas de vidreiras, tiveram seus níveis significavelmente diminuídos pela seca.
Apesar dessa associação, não existem informações do envolvimento deste ácido em
mecanismos ativados em resposta ao estresse hídrico.
Soares (2002), Abreu & Mazzafera (2005), Sousa (2007) e Petridis (2012)
apontam que compostos aromáticos fenólicos são eficientes antioxidantes. A resposta
antioxidante é também parte das estratégias de combate aos danos oxidativos causados pelo
estresse hídrico. No mês de fevereiro, que teve pouca precipitação e o solo teve menor
umidade no meio da estação chuvosa, houve aumento no teor de compostos fenólicos totais
que são aromáticos sugerindo uma resposta antioxidante. Os compostos aromáticos
quantificados por CG/MS, entretanto, tiveram aumentos em períodos chuvosos e diminuição
em períodos secos. Dentre os aromáticos quantificados com alterações mais significativas, os
ácidos fenólicos: cinâmico e o vanílico se comportaram dessa maneira, de modo inverso ao
esperado. Mäkelä et al. (2015), associou alterações nos níveis de aromáticos à variações nos
níveis de carboidratos por estes conterem resíduos aromáticos ligados às suas cadeias laterais.
Assim, alterações observadas para estes compostos seriam mais conseqüência do que está
acontecendo com os carboidratos.
Com o fim da fase de dormência, ao retomar as chuvas, o conteúdo de
aminoácidos aumentou e este aumento continuou durante a época chuvosa coincidindo com o
aumento de biomassa. Altos níveis de aminoácidos, principalmente prolina, sobre estresse foi
registrado em numerosos estudos e acredita-se que o aumento do seu nível é, provavelmente,
resultado da degradação de proteínas (Good & Zaplachinski 1994) e estaria associado ao
desenvolvimento da osmoregulação para manutenção do estado hídrico (Campalans et al
1999; Nanjo et al 1999, Joshi et al 2010, Taiz & Zeiger 2013). O comportamento aqui, no
entanto, foi contrário. Assim, os maiores níveis desses compostos aqui observados estariam
associados à demanda para crescimento da planta que nesses momentos estavam em formação
de novos tecidos (fase de brotação). Pompelli et al. (2010), numa experiência de desidratação
rápida em Jatropha curcas, também encontrou baixas concentrações de aminoácidos durante
períodos de menor disponibilidade hídrica e concentrações elevadas quando as plantas foram
33
reidratadas. Esse comportamento foi associado à da condutância estomática e produção
fotossintética. Fernandez-Figares et al. (2000) corrobora esse resultado ao afirmar que as
perdas de clorofila e aminoácidos são comuns na senescência induzida por estresse hídrico em
tecidos verdes. O ácido L-treonico e o ácido piroglutâmico apresentaram conteúdos dentro da
tendência do grupo. O ácido piroglutâmico está ligado a prolina (Joshi et al 2010) que se
acumula durante déficit hídrico. Aqui, no entanto, a prolina não foi identificada dentre os
compostos analisados. Glutamina, no entanto, apresentou na coleta do mês de julho (solo mais
seco) um valor levemente maior que o quantificado no mês de maio (solo mais úmido). Nagy
et al. (2013) ao avaliar os níveis de Glutamina-sintetase em folhas de trigo concluiu que os
níveis dessa enzima caem durante a senescência induzida pelo estress hídrico e isto pode
ocasionar menores níveis deste aminoácido. O leve aumento da glutamina observado em julho
pode estar relacionado ao aumento da umidade do solo observado na coleta de anterior, em
junho (Figura 2), quando há um aumento de umidade do solo no início da estação seca.
CONCLUSÕES
Neste estudo, foi possível detectar alterações nos conteúdos de metabólitos de
plantas de G. agrestis durante a transição das estações de seca e de chuva.
Ao analisar os momentos fenológicos das plantas de G. agrestis observados
durantes as coletas, fica claro que a planta completa seu ciclo reprodutivo brotando,
formando novas folhas, florescendo e frutificando dentro da estação chuvosa. Na estação seca,
a planta entra em dormência, mas ainda mantendo tecidos verdes e hidratados.
Alterações nos conteúdos de açúcares solúveis totais e de glicose condizem com a
estratégia de osmorregulação, ao apresentarem maiores níveis em momentos de menor
umidade do solo. O conteúdo de compostos fenólicos totais também apresentou maiores
níveis nestes momentos, podendo estar associados tanto a osmorregulação quanto a defesa
contra danos oxidativos que podem surgir em condições de menor disponibilidade hídrica.
Na análise do perfil de matabólitos foi possível observar alterações mais
expressivas nos níveis de ácido málico, ácido octadecanóico, D-glicose, glicopiranose, ácido
cinâmico, ácido vanílico, ácido L-treônico, ácido piroglutâmico e glutamina. Essas alterações
34
podem ser associadas tanto em processos ligados ao crescimento da planta, como a estratégias
para lidar com a condição hídrica do ambiente.
As variações observadas demonstram que a planta possui estratégias para
suportar períodos de estresse hídrico, com destaque para a manutenção do alto conteúdo
relativo de água foliar durante o período seco, o que pode ser resultado da estratégia de
osmorregulação.
AGRADECIMENTOS
À CAPES - programa PNADB, pelo apoio financeiro.
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40
ANEXO
Tabela 1- Lista dos metabólitos quantificados pelo CG/EM em folhas de G. agrestis durante a transição de períodos secos e chuvosos. Os dados representam a média de seis plantas por
coleta. A área absoluta corresponde ao valor da área total do pico do tempo de retenção de cada composto.
Setembro Outubro Fevereiro Abril Maio Julho
Composto Identificação Classificação Área
Absoluta
Área
Absoluta
Área
Absoluta
Área
Absoluta
Área
Absoluta
Área
Absoluta
1 p-etilmetilbenzeno Aromático 1309053 1380298 1453482 1761713 6883064 2028077
2 o-etilmetilbenzeno Aromático 1124267 1189260 1330297 1388562 1384937 1837304
3 etano-1,2-diol Carboidrato 3658087 3651089 4828382 4358782 5278764 5585685
4 3,3,5-trimetilcicloexanona Cetona 1192101 1232944 1426070 1592405 1646182 1989686
5 Ácido 2-hidroxipropanoico Ácido carboxílico 5939012 4166481 2907080 4.040.787 6230181 4.342.704
6 2-etoxietanol Carboidrato 1864178 1533891 1830088 2287085 2040681 1362715
7 Ácido 2-hidroxiacético Ácido carboxílico 1627961 1589644 1553212 1941373 2261543 2112008
8 L-alanina Aminoácido 720828 1037658 331276 339640 294298 54658
9 ácido 3-hidroxipropanoico Ácido carboxílico 466237 310078 487226 548172 700627 425801
10 ácido propanodioico Ácido carboxílico 613095 820352 552121 810645 753032 591474
11 Uréia 1.443.660 1577767 356947 1573477 1521836 323582
12 Glicerol Carboidrato 11519531 10327311 7945502 10.469.987 12539773 9.514.458
13 Ácido butanodioico Ácido carboxílico 3934953 3423305 3730739 3.920.365 4718987 3.048.769
14 Ácido 2,3-diidroxipropanoico Ácido carboxílico 2848282 2322144 2784386 3.665.734 2865612 2.217.201
15 NI 7650602 7879254 8586162 9.317.099 9847696 10.931.734
16 Serina Aminoácido 882.122 1498283 515834 1023777 564314 656387
17 NI Aminoácido 707.728 898873 600912 445053 446473 201515
18 N-metilleucina Aminoácido 938.994 1297517 1138822 339402 1928554 326070
19 L-homoserina Aminoácido 723.753 1107053 591165 478299 275592 159922
20 Ácido málico Ácido carboxílico 5121294 5088751 5957501 11.423.312 5169136 4.553.036
21 carboidrato não identificado Carboidrato 3.981.985 3945539 3251762 4135217 4864511 4533367
41
Continuação da tabela 1 ...
22 Ácido piroglutâmico (relacionado
com a prolina) Aminoácido 2477008 3807813 1368219 2.579.492 2449996 1.902.525
23 Ácido L-aspártico Aminoácido 705835 1784177 180891 1.364.804 3225194 307.516
24 Ácido L-treonico Aminoácido 5052968 5466881 5046556 7.870.927 5091126 2.519.256
25 Carboidrato não identificado Carboidrato 1031976 1298475 1182814 1.673.782 1211933 1.240.034
26 Glutamina Aminoácido 2346281 5298933 1434020 3.840.407 2691933 2.857.036
27 Arabinose Carboidrato 648.409 491338 304848 440443 684974 535391
28 carboidrato não identificado Carboidrato 3036283 2601393 3051036 3.094.189 2729927 2.110.105
29 β-L-Arabinopiranose Carboidrato 827471 577595 432516 428.379 1030518 548.131
30 d-(+)-Arabitol Carboidrato 10.192.072 3571314 5165528 5044966 18093979 18373619
31 L-(-)-Arabitol Carboidrato 10156332 3555370 5152008 5.037.026 18091384 18.312.312
32 Arabinitol Carboidrato 595.899 285390 481169 931423 1468976 804071
33 carboidrato não identificado Carboidrato 1196303 1243288 1228523 1479864 647861 538444
34 carboidrato não identificado Carboidrato 3169813 2733471 3401627 3.499.110 2063033 1.799.167
35 ácido vanílico Aromático 15068505 15460188 8999579 15.493.157 12304324 9.486.044
36 D-Xilofuranose Carboidrato 1865501 2844623 1848108 3.776.293 2854553 2.335.082
37 carboidrato não identificado Carboidrato 3166232 1805008 1660287 1.206.681 930399 1.605.446
38 carboidrato não identificado Carboidrato 1380447 1179176 1332273 1.444.845 1519230 979.000
39 ácido tereftálico Aromático 1.522.404 1202743 924712 1285567 1086410 1152478
40 Ácido azeláico Ácido carboxílico 842639 462234 343671 365.698 670213 487.745
41 D-(-)-Fructose Carboidrato 10924898 7114311 8639915 14.783.866 12633435 11.376.139
42 D-Fructose Carboidrato 83237889 49736394 70430303 97.924.608 116098981 88.057.945
43 carboidrato não identificado Carboidrato 1.278.253 1870542 879846 3693544 862702 833723
44 carboidrato não identificado Carboidrato 81392732 118300241 79849854 129.007.775 95374972 65.477.122
45 carboidrato não identificado Carboidrato 7371993 5484340 7305868 8.153.711 8501292 5.807.259
46 D-altrose Carboidrato 1.672.715 1120031 1691978 2118035 1995536 1516774
47 L-(-)-Arabitol Carboidrato 7216901 4877610 4912890 9.782.844 7429645 6.581.567
48 Manose Carboidrato 89421905 49952061 94275934 109.886.098 99153116 103.754.724
49 Talose Carboidrato 3602623 2969121 3759208 4.613.616 4290938 3.398.453
42
Continuação da tabela 1 ...
50 Glucitol Carboidrato 26539446 23428810 14389365 33.189.042 52788808 44.953.140
51 Gulose Carboidrato 6266148 3236958 1844420 2.284.983 2869608 4.323.963
52 Talose Carboidrato 141785873 80842819 152704546 175.530.820 171352901 168.207.738
53 carboidrato não identificado Carboidrato 6171626 6191627 3249345 3.975.248 2812037 2.027.920
54 carboidrato não identificado Carboidrato 6704168 15620999 10521978 14.722.461 17497212 10.841.185
55 Ácido hexadecanoico Carboidrato 20207653 20890648 21438984 19.623.020 35636554 24.312.024
56 carboidrato não identificado Carboidrato 6179005 7803768 7043018 5.582.302 7295140 4.987.369
57 Ácido cinâmico (Ácido 3-(4-metoxi-
3-idroxifenil)prop-2-enoico Aromático 3397312 5783051 2811823 4.490.282 3924132 2.819.393
58 ácido heptadecanoico Ácido carboxílico 536.358 763682 602954 634905 800484 851979
59 Ácido (9Z,12Z)-octadeca-9,12-
dienoico Ácido carboxílico 3066854 4424255 2744793 3.135.972 6882212 3.795.345
60 NI Carboidrato 18353881 22994313 21278087 21.161.669 31219865 23.727.966
61 Ácido 3-(3,5-dimetoxi-4-
idroxifenil)prop-2-enoico Aromático 3879143 3981203 3767638 5.146.762 4741888 1.980.624
62 Ácido octadecanoico Ácido carboxílico 17431761 19595799 18758206 18.935.984 34412800 25.874.982
63 carboidrato não identificado Carboidrato 5.475.970 5807267 2576143 4686588 5091783 5529806
64 carboidrato não identificado Carboidrato 3.864.790 4040574 3880245 6025005 4715204 4465348
65 NI Carboidrato 3378311 4185637 3125973 3.566.026 5037871 4.108.776
66 NI Carboidrato 4676508 5405557 4456475 5.475.908 6996421 6.480.063
67 NI Carboidrato 8787582 10871472 6455249 20.274.664 10817450 8.108.770
68 NI Carboidrato 17570593 14978795 12705342 14.038.449 37939642 15.566.641
69 Glicopiranose Carboidrato 86683865 57343270 116491925 207.421.551 138761161 190.768.800
70 carboidrato não identificado Carboidrato 13558329 8385061 8134386 21.072.295 30224699 37.433.117
71 carboidrato não identificado Carboidrato 11728431 12121172 11111564 11521433 34441519 15.864.920
72 carboidrato não identificado Carboidrato 6.106.237 6724690 9626862 12032309 9790008 5906061
TOTAL 832019854 698792980 807162468 1121209714 1153451772 1024429191
43