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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/42921
Type: | Dissertação |
Title: | New insights into the regulation of stomatal movements obtained by metabolomics and physiological analyses |
Other Titles: | Novas considerações acerca da regulação dos movimentos estomáticos obtidos por análises metabolômicas e fisiológicas. |
Authors: | Lima, Valéria Freitas |
Advisor: | Daloso, Danilo de Menezes |
Keywords: | Células-guarda;Malato;Regulação estomática;Sacarose |
Issue Date: | 2019 |
Citation: | LIMA, Valéria Freitas. New insights into the regulation of stomatal movements obtained by metabolomics and physiological analyses. 2019. 93 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Estômatos são estruturas epidérmicas foliares constituídos de duas células-guarda (CG) que envolvem um poro, cuja abertura é ativamente regulada através de mudanças no acúmulo de diferentes osmólitos nessas células. A abertura e o fechamento deste poro regulam o influxo de CO2 atmosférico para a fotossíntese, bem como o efluxo de água via transpiração. Durante a abertura estomática, há um aumento no volume das CG dirigido pela entrada e/ou geração intracelular de solutos, como potássio (K+) e malato (malato2-), que reduzem o potencial osmótico dessas células, criando, assim, um gradiente favorável para o influxo de água e a consequente abertura estomática. A teoria acerca da osmoregulação de CG sugere que o acúmulo de sacarose teria um papel osmorregulatório no simplasto destas células. No entanto, resultados recentes sugerem sacarose é degradada dentro das células-guarda durante abertura estomática induzida pela luz. Ademais, sabe-se que diferentes metabólitos oriundos das células mesofílicas, principalmente sacarose e malato, podem induzir mudanças na abertura estomática. Contudo, os mecanismos pelos o quais esses metabólitos influenciam os movimentos estomáticos permanecem obscuros. Além disso, não há um consenso a respeito da importância desses solutos orgânicos na regulação dos movimentos estomáticos, sobretudo em linhagens de plantas vasculares primitivas, como as samambaias. Portanto, este estudo teve o objetivo de investigar o papel da sacarose e malato nos processos de abertura e fechamento estomático. Neste contexto, o primeiro capítulo envolve uma atualização acerca dos múltiplos papéis da sacarose na regulação das CG’s, destacando descobertas recentes a partir de estudos de metabolômica e biologia de sistemas. O segundo capítulo envolve um estudo do papel de metabólitos foliares, sobretudo, da relação sacarose/malato em samambaias e angiospermas frente a variações de luz e concentração de CO2 atmosférica. |
Abstract: | Stomata are leaf epidermal structures consisting of two guard cells (GC) that surround a pore, in which the opening is actively regulated by changes in the accumulation of different osmolytes in GCs. The opening and closure of this pore regulate the atmospheric CO2 influx for photosynthesis as well as the water loss via transpiration. During stomatal opening, there is an increase in the volume of GCs caused by the intracellular entry and/or generation of solutes, such as potassium (K+) and malate (malate2-), which reduce the osmotic potential of these cells, creating a gradient favorable for the water influx and consequently, stomatal opening. The initial theory regarding GC osmoregulation suggested that the accumulation of sucrose had an osmoregulatory role in the symplast of GCs. However, recent results suggest that sucrose is degraded within guard cells during light-induced stomatal opening. In addition, it is also known that different metabolites from mesophyll cells, especially sucrose and malate, can induce changes in the stomatal opening. However, the mechanisms by which these metabolites influence stomatal movement remains unclear. Hence there is no consensus regarding the importance of these organic solutes in the regulation of stomatal movement, especially in primitive vascular plant groups such as ferns. Thus, this study aimed to investigate the role of the sucrose and malate in the stomatal opening and closure. In this context, the first chapter involves an update covering the multiple roles of sucrose in guard cell regulation, highlighting recent findings from metabolomic and systems biology studies. The second chapter involves an investigation of the role of leaf metabolites, specially, sucrose/malate ratio in responses to changes in light and atmospheric CO2 concentration in ferns and angiosperms. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/42921 |
Appears in Collections: | DBBM - Dissertações defendidas na UFC |
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