ASPECTOS FISIOLÓGICOS E BIOQUÍMICOS DOS FRUTANOS EM RESPOSTA AO ESTRESSE ABIÓTICO

ASPECTOS FISIOLÓGICOS E BIOQUÍMICOS DOS FRUTANOS EM RESPOSTA AO ESTRESSE ABIÓTICO.

Gustavo Ribeiro Campos

RESUMO:

Os carboidratos de reserva são importantes para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Dentre eles, os frutanos têm reconhecida importância por serem considerados mais do que reservas energéticas, conferindo as plantas uma forma natural de proteção danos causados por estresses abióticos. A flexibilidade metabólica dessas moléculas e a alta solubilidade em água permite-lhes facilmente a polimerizar e despolimerizar a compostos osmoticamente ativos de pronta utilização de acordo com a fase de desenvolvimento e das condições ambientais. Vários grupos de pesquisa estudaram o armazenamento de frutanos em plantas na tentativa de entender a sua síntese e papel fisiológico em relação a tolerância ambiental. Neste trabalho de revisão, damos uma visão geral dessas tentativas através de uma abordagem fisiológica e bioquímica. Estudar as repostas das plantas produtoras de frutanos frente às tensões abióticas, tais como déficit hídrico e baixas temperaturas atmosféricas, contribuem ao levar uma maior visão do papel fisiológico dos frutanos na resistência e adaptação dessas plantas.

Palavras chave: frutanos; estresse abiótico; carboidratos solúveis em água; armazenamento.

1. Introdução

Ao longo do ciclo fenológico os vegetais recebem do ecossistema diferentes condições ambientais, as quais nem sempre são favoráveis ao seu crescimento e desenvolvimento, capazes até mesmo, de induzir efeito de estresse abiótico limitante à sobrevivência do organismo (Jurczyk et al., 2013).

O estresse abiótico envolve inicialmente uma tensão físico-química decorrente do ambiente no qual a planta se encontra, tais como disponibilidade de água, nutrientes e oxigênio no solo, variações bruscas de temperatura atmosférica e luminosidade solar, salinidade, congelamento e entre outros. Estas tensões podem, sob dada circunstância, estimular alterações vitais nos níveis funcionais do vegetal, que ocorrem primordialmente, para a manutenção e equilíbrio de sua regulação metabólica (Trischuk et al., 2014).

Entre os muitos estudos, demonstrou-se que os carboidratos exercem papel importante como mediadores de diversos processos metabólicos relacionados ao crescimento e desenvolvimento das plantas, mesmo sobre tensões ambientais (Calenge et al., 2006; Zhang et al., 2012; Joaquim et al., 2017). De modo que, alterações na concentração e perfil dos carboidratos vegetais podem, em alguns casos, serem utilizados como indicadores de vigor ou estresse fisiológico (Hoch et al., 2002; Ashraf & Harris., 2004; Sanada et al., 2007).

As plantas apresentam uma grande variedade de carboidratos, entre eles, os frutanos. Os frutanos são polímeros constituídos por unidades de frutose ligadas a uma única unidade de glicose, geralmente sintetizados partir de sacarose e que ocorrem como principal carboidrato de reserva em algumas plantas (Mancilla-Margalli & Lopez., 2006)

A visão dos frutanos como carboidrato de reserva vegetal, entretanto, não está limitada ao suprimento da demanda energética e fornecimento de esqueletos de carbono necessários para manutenção do metabolismo (Trischuk et al., 2014). Além disso, foi proposto que os frutanos conferem as plantas uma forma natural de proteção contra estresses abióticos devidos suas propriedades bioquímicas, tais como solubilidade em água e alta flexibilidade metabólica (Turner et al., 2001)

Na literatura existem trabalhos com espécies nativas e de interesse agronômico demonstrando a síntese e acúmulo de frutanos em relação a diversos fatores abióticos (Kawakami et al., 2008; Portes et al., 2008; Garcia et al., 2011; Asega et al., 2011; Oliveira et al., 2013) Tais avaliações revelam ampla diversidade estrutural, metabólica e funcional desempenhadas pelos frutanos, sugerindo a presença de diferentes estratégias adaptativas às condições ambientais do vegetal.

De fato, os frutanos são encontrados em quantidades apreciáveis em plantas propicias ao estresse ambiental. Contudo, o mecanismo pelo qual os frutanos conferem proteção a planta é aberto para discussão, uma vez que vários estudos apontam pela combinação de formas distintas de proteção que envolve processos fisiológicos, bioquímicos e genéticos do organismo (Livingston et al., 2009; Garcia et al., 2015).

A compressão dos mecanismos reguladores de frutano, assim como seu armazenamento e utilização pela planta é de grande importância para expansão do entendimento de como as espécies vegetais conseguem se estabelecer frente às condições de estresse ambiental, que por sua vez contribuem para o entendimento, preservação e exploração racional desses vegetais (Souza et al., 2005).

Assim, visando sumarizar as informações disponíveis na literatura sobre essa questão, elaborou-se a presente revisão, tendo por objetivo retratar o conhecimento dos mecanismos fisiológicos / bioquímicos dos frutanos na proteção das plantas durante estresse abiótico.

Espera-se que esta revisão possa despertar cada vez mais interesse no que diz respeito à diversidade funcional do metabolismo de frutanos nos grupos vegetais, bem como fornecer a ampliação dos mecanismos envolvidos na proteção de plantas ao estresse abiótico.

1. Pesquisa Bibliográfica

A coleta de dados foi norteada pela seguinte pergunta: Quais as evidências científicas que retratam os papeis dos frutanos associados a tolerância ao estresse abiótico pelos vegetais? O critério adotado para revisão da literatura foram artigos publicados desde o ano 2000 até publicações de 2017, cuja busca foi realizada na base de dados da Science Direct, com o direcionamento utilizando as seguintes palavras-chave: [fructan* AND stress*]; [fructan* AND stress* AND abiotic*] e refinando a pesquisa com as palavras "osmotic" OR "temperature" OR "cold" OR "freezing" OR “warm” OR "thermal" OR "heat" OR "drought" OR "dry" OR "salt" OR "salinity" OR "flooding" OR "water" OR "hipoxia" OR "oxigen" OR "irradiance" OR "radiation" OR "fire" OR "mineral" OR "restriction" OR “fructooligosaccharides”.

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