Metabólitos da Planta Tansy: Um Estudo sobre Terpenoides

As plantas produzem uma variedade de químicos especiais conhecidos como metabólitos. Esses químicos ajudam as plantas a interagir com o ambiente, incluindo outras plantas, insetos e organismos prejudiciais como bactérias e fungos. O jeito que as plantas criam esses metabólitos é controlado pelas instruções genéticas. Isso faz com que diferentes partes da planta produzam químicos únicos. Por exemplo, algumas partes da planta podem fazer alcaloides ou Terpenoides, que ajudam na interação da planta com pragas e condições ambientais.

Enquanto muitos estudos analisaram como as plantas respondem a diferentes condições acima do solo, tem havido menos foco no que rola abaixo dele. As raízes enfrentam pressões diferentes em comparação aos brotos, lidando com várias pragas e patógenos presentes no subsolo. Isso significa que os químicos que elas produzem podem ser diferentes dos que estão nas folhas e caules.

Uma planta estudada pelos seus metabólitos é a tanásia (Tanacetum vulgare), uma erva perfumada que cresce na Eurásia. A tanásia contém diferentes terpenoides, que podem variar bastante de uma planta para outra. Pesquisas mostram que esses terpenoides podem proteger as plantas contra pragas, influenciando o comportamento e as preferências alimentares dos insetos. No entanto, como esses terpenoides mudam em diferentes partes da planta de tanásia, especialmente quando a planta enfrenta estresse, ainda não está muito claro.

#O Papel dos Terpenoides nas Plantas

Os terpenoides são o tipo mais comum de metabólitos especiais nas plantas. Eles desempenham vários papéis importantes, especialmente na defesa das plantas contra pragas e doenças. A produção de terpenoides é influenciada por enzimas específicas conhecidas como terpeno-sintetases, que ajudam a transformar blocos básicos em estruturas complexas de terpenoides.

Na tanásia, encontramos dois grupos principais de terpenoides: monoterpenos e Sesquiterpenos. Monoterpenos são comumente encontrados nos brotos, enquanto os sesquiterpenos estão geralmente mais concentrados nas raízes. Esses terpenoides não só ajudam a afastar pragas, mas também podem atrair organismos benéficos que se alimentam dessas pragas. Por exemplo, certas plantas liberam terpenoides quando são atacadas, sinalizando para predadores virem ajudar.

#Como as Plantas Respondem às Pragas

As plantas enfrentam ameaças constantes de pragas, incluindo insetos e microorganismos. Quando as pragas atacam, as plantas passam por uma série de mudanças químicas que podem ajudá-las a se defender. Dois caminhos principais nas plantas ajudam a responder aos ataques: um envolve o Ácido Salicílico (AS) e o outro envolve o ácido jasmonico (AJ).

Por exemplo, quando pulgões se alimentam das plantas, eles ativam a produção de ácido salicílico, que fortalece as defesas da planta. Em contraste, insetos que mastigam normalmente ativam a via do AJ. Embora essas defesas ajudem a planta, elas também podem afetar o desempenho das pragas que se alimentam dela.

O ácido pipecólico é outra molécula envolvida na defesa das plantas. Ele ajuda a aumentar a capacidade da planta de resistir a pragas e é produzido em resposta a ataques. Quando as plantas enfrentam estresse, elas podem produzir compostos orgânicos voláteis, que são químicos que ajudam a avisar outras plantas na área que há perigo. Essa comunicação pode ajudar as plantas vizinhas a se prepararem para ameaças potenciais.

#Investigando os Metabólitos da Tanásia

Neste estudo, analisamos como a aplicação de ácido pipecólico afeta a tanásia e sua produção química ao imitar um ataque de pulgões. Nossas principais perguntas foram:

1. Como o conteúdo de terpenoides na tanásia varia entre seus vários tecidos, como raízes, folhas e rizomas?
2. O ácido pipecólico estimula a produção de terpenoides de forma igual nas partes acima e abaixo do solo da planta?

Esperávamos que diferentes partes da planta mostrassem padrões específicos de terpenoides e que a aplicação de ácido pipecólico aumentasse principalmente os níveis de sesquiterpenos nas raízes e de monoterpenos nas folhas.

#Metodologia

Começamos cultivando plantas de tanásia de um grupo selecionado de sementes. As plantas foram cuidadas em um ambiente controlado de estufa até atingirem um tamanho adequado para nosso experimento. Após nove semanas, tratamos metade das plantas com uma solução de ácido pipecólico, enquanto a outra metade serviu como grupo controle sem tratamento.

Três dias após o tratamento, colhemos as plantas, separando cuidadosamente em cinco partes: folíolos, nervuras, rizomas, raízes grossas e raízes finas. Para evitar quaisquer mudanças devido ao manuseio, processamos cada parte rapidamente e armazenamos em nitrogênio líquido.

Em seguida, extraímos os terpenoides dos tecidos amostrados usando uma solução de hexano. Os extratos foram analisados em uma máquina especializada chamada cromatógrafo gasoso-espectrômetro de massas (CG-EM), que separa e identifica os terpenoides nas amostras.

#Analisando os Perfis de Terpenoides

Nossa análise mostrou que plantas de tanásia não tratadas apresentavam uma diferença notável nos perfis de terpenoides entre os vários tecidos. O mapa de calor revelou que os monoterpenos eram mais abundantes nos tecidos das folhas e nervuras. Compostos como β-tujona e cânfora eram dominantes nessas áreas, enquanto as raízes continham apenas traços de monoterpenos.

Ao comparar os sesquiterpenos, observamos perfis distintos nos sistemas de brotos e raízes. Folíolos e nervuras mostraram padrões semelhantes, enquanto as raízes tinham seu próprio conjunto único de sesquiterpenos. Isso indica que diferentes partes da planta podem estar se adaptando a pressões ambientais separadas.

#Impacto da Aplicação de Ácido Pipecólico

Depois de aplicar ácido pipecólico, encontramos que as concentrações totais de monoterpenos aumentaram significativamente nos folíolos, mas não nos outros tecidos. Isso sugere que, enquanto algumas partes da planta reagiram bem ao tratamento, outras não mostraram uma reação forte.

No entanto, quando se tratou dos sesquiterpenos, quase todos os tecidos testados demonstraram um aumento significativo após a aplicação do ácido pipecólico, com as raízes mostrando o aumento mais substancial. Notavelmente, compostos específicos de sesquiterpenos aumentaram em concentração, indicando uma resposta de defesa eficaz acionada pelo tratamento.

#Conclusão

Este estudo destaca a importância dos perfis de terpenoides em diferentes partes da planta de tanásia. Descobrimos que os terpenoides desempenham papéis diversos na defesa das plantas, e sua produção pode variar significativamente dos brotos às raízes. A aplicação de ácido pipecólico oferece insights sobre como as plantas lidam com estresse e aprimoram seus mecanismos de defesa.

Os achados sugerem que desafios distintos enfrentados pelas partes acima e abaixo do solo da planta influenciam os tipos de terpenoides produzidos. Entender essas assinaturas químicas é crucial, já que elas desempenham um papel central em como as plantas interagem com o ambiente e respondem a ameaças, impactando, em última análise, sua sobrevivência e capacidade de se adaptar.

Os próximos passos nesta pesquisa poderiam envolver explorar os mecanismos detalhados por trás da produção de terpenoides e como esses compostos afetam as interações da planta com pragas e organismos benéficos. Além disso, investigações futuras poderiam usar técnicas avançadas para mapear a distribuição de terpenoides em uma escala mais fina dentro dos tecidos da planta. Esse conhecimento pode contribuir para uma melhor compreensão da resiliência e adaptabilidade das plantas em ambientes em mudança.