Resposta de diferentes genótipos de medronheiro (Arbutus unedo L.) ao stresse hídrico: perfil fenólico e priming in vitro

Abstract

No contexto das alterações climáticas a nível global, o stresse hídrico tem-se acentuado nos últimos anos no território português, afetando negativamente a produtividade das nossas culturas. Arbutus unedo L. (medronheiro), pertence à família das ericáceas e faz parte da flora mediterrânica atual, ocorrendo espontaneamente em todo o território português, tem vindo a ser valorizado nos últimos anos devido à sua importância ecológica e económica, e à crescente procura do composto arbutina pela indústria cosmética. O medronheiro é uma espécie isohídrica com capacidade de conservar água e de lidar com o stresse hídrico, mas face à seca severa que enfrentamos é necessário investir em plantas mais tolerantes. A tolerância é geralmente alcançada através de alterações fisiológicas, bioquímicas e moleculares e a metabolómica pode ser utilizada como marcador de seleção de genótipos tolerantes ao stresse hídrico, de forma a prever fenótipos e a sua performance sob stresse, com vista ao melhoramento vegetal, uma vez que os compostos fenólicos têm sido apontados como fundamentais na proteção da planta contra o stress oxidativo causado pelo stress hídrico. No presente estudo, é avaliado o papel dos metabolitos secundários na tolerância ao stresse hídrico no medronheiro, através de dois ensaios, nomeadamente, a análise de metabolómica direcionada aos compostos fenólicos e a quantificação absoluta de arbutina, bem como a influência do genótipo, do stress e da idade das plantas e também um ensaio preliminar para estudos de priming no medronheiro sob stress hídrico. No presente estudo, o genótipo e o tratamento não influenciaram os perfis fenólicos das plantas de stress e de recuperação, contudo, a concentração de compostos fenólicos foi superior no campo em relação à estufa e a concentração de arbutina foi superior nas plantas mais jovens e a crescer em estufa, sendo de maior interesse a extração da arbutina nestas condições. Futuramente, serão identificados os metabolitos mais relevantes neste estudo e que poderão ser marcadores metabolómicos para a seleção de genótipos mais tolerantes e que nos podem dar mais informação sobre as respostas do medronheiro ao stresse. Nas análises bioquímicas do ensaio de priming apenas se verificou uma diminuição significativa dos flavonoides e um aumento da prolina sob stress hídrico. Futuramente, será necessário avaliar a capacidade de enraizamento, aclimatização e desenvolvimento das plantas e numa fase posterior, voltar a induzir o stress nas plantas e proceder a estudos fisiológicos para determinar a ocorrência de priming no medronheiro.

In the context of global climate change, water stress has increased in recent years in Portuguese territory, affecting negatively the productivity of our crops. Arbutus unedo L. (strawberry tree), belongs to the Ericaceae family and is part of the current Mediterranean flora, occurring spontaneously throughout the Portuguese territory and has been valued in recent years due to its ecological and economic importance, and to the growing demand for the arbutin compound by the cosmetic industry. The strawberry tree is an isohydric species capable of conserving water and dealing with water stress, but given the severe drought we face, it is necessary to invest in plants more tolerant to drought. Tolerance is generally achieved through physiological, biochemical and molecular changes and metabolomics can be used as a selection marker for tolerant genotypes to water stress, in order to predict phenotypes and their performance under stress, with a view to future breeding program, since phenolic compounds have been identified as fundamental in protecting the plant against oxidative stress caused by water stress. In the present study, the role of secondary metabolites in water stress tolerance in strawberry tree is evaluated, through two experiments, namely, targeted metabolomics analysis to phenolic compounds and the absolute quantification of arbutin, as well as the influence of genotype, stress and plant age and also a preliminary experiment for priming studies in strawberry tree under water stress. In the present study, the genotype and the treatment did not influence the phenolic profiles of the stress and recovery plants, however, the concentration of phenolic compounds was higher in the field than in the greenhouse and the arbutin concentration was higher in the younger plants growing in the greenhouse, being of greater interest the extraction of arbutin under these conditions. In the future, the most relevant metabolites will be identified in this study and which may be metabolomic markers for the selection of genotypes more tolerant to drought and which may give us more information about the strawberry tree's responses to stress. In the biochemical analysis of the priming assay, only a significant decrease in flavonoids and an increase in proline were observed under water stress. In the future, it will be necessary to evaluate the capacity of rooting, acclimatization and development of the plants and then to induce stress in the plants again and carry out physiological studies to determine the occurrence of priming in the strawberry tree.