Nativa, Sinop, v. 9, n. 4, p. 382-385, 2021.
Pesquisas Agrárias e Ambientais
DOI: https://doi.org/10.31413/nativa.v9i4.11871 ISSN: 2318-7670
Expressão gênica do metabolismo lipídico da chia sob doses de fósforo
Tiago Roque Benetoli da SILVA1, Debora Fernanda Del Moura SOARES1, Juliana STRACIERI1,
Rhaizza Lana Pereira DUCHESKI1, Gessica Daiane da SILVA1
1 Programa de pós-graduação em Agronomia, Universidade Estadual de Maringá, Maringá, PR, Brasil.
*E-mail: trbsilva@uem.br
(ORCID: 0000-0002-2015-2103; 0000-0002-2737-1368; 0000-0003-4670-8349; 0000-0003-4436-2663; 0000-0002-8998-3722)
Recebido em 19/02/2021; Aceito em 30/08/2021; Publicado em 20/09/2021.
RESUMO: A chia (Salvia hispanica L.) é uma planta anual herbácea considerada como fonte natural de ácidos graxos
ômega-3, fibras, proteínas e antioxidantes. No entanto o cultivo no Brasil ainda é recente e as informações e
recomendações técnicas existentes são limitadas, principalmente a respeito de adubação e época de semeadura.
Portanto, o presente trabalho objetivou avaliar o efeito da aplicação de doses de fósforo na expressão de genes
responsáveis pela síntese de lipídios da cultura da chia. Foi conduzido o experimento em na Fazenda de Universidade
Estadual de Maringá no Campus Regional de Umuarama. O solo usado no experimento é um Latossolo Vermelho
Distrófico típico, com textura arenosa. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com
quatro e cinco repetições. Os tratamentos foram compostos por quatro doses de P2O5 aplicados na semeadura (0, 40,
80 e 120 kg ha-1). Foi avaliada a expressão dos genes responsáveis pelo metabolismo de lipídios OLE1 e MGAT.
Palavras-chave: Salvia hispânica; teor de óleo; adubação fosfatada.
Lipid metabolism gene expression of chia under phosphorus rates
ABSTRACT: Chia (Salvia hispanica L.) is an annual herbaceous plant considered as a natural omega-3 fatty acids, fibers,
proteins and antioxidants source. However, cultivation in Brazil is still recent and the existing information and technical
recommendations are limited, mainly regarding fertilization. Therefore, the present work aimed the phosphorus rates
application effect on the genes expression responsible for chia plants lipid synthesis. The experiment was conducted
at farm of Universidade Estadual de Maringá at the Regional Campus of Umuarama, Paraná, Brazil. The experimental
design was a completely randomized design with four and five replications. The treatments were composed of four
rates of P2O5 at sowing (0, 40, 80 and 120 kg ha-1). The expression of the genes responsible for lipid metabolism OLE1
and MGAT.
Key words: Salvia hispanica; oil meaning; phosphate fertilization.
1. INTRODUÇÃO
A chia (Salvia hispanica L.) é uma planta anual herbácea,
pertencente à família Lamiaceae, natural do México
(HERNÁNDEZ-GOMES et al., 2008; BUSILACCHI et al.,
2013), suas sementes são utilizadas desde a era Pré-
Colombiana, pelos Astecas e Maias como alimento para
aumentar a resistência física (COELHO e SALAS-
MELLADO, 2014).
Considerada como fonte natural de ácidos graxos ômega-
3, fibras, proteínas e componentes nutricionais importantes,
como os antioxidantes (IRALA, 2013; COELHO e SALAS-
MELLADO, 2014). Poucas informações são encontradas
sobre o cultivo da chia, especialmente no que diz respeito à
adubação.
Torna-se crescente a necessidade de fósforo por parte de
espécies vegetais produtivas, sendo que a manutenção
adequada da nutrição da planta com esse nutriente é fator
primordial para obtenção de altas produtividades
(STAUFFER e SULEWSKI, 2004).
A expressão gênica é influenciada por fatores genéticos e
principalmente por fatores ambientais tais como nutrição e
condições climáticas (GUDSNUK e CHAMPAGNE, 2011).
Donson et al. (2002) afirmaram que os genes estão
envolvidos em vários processos biológicos, desde o
desenvolvimento de organismos bem como as interações
com o ambiente.
A cultura da chia é considerada importante fonte de óleos
como o ômega-3 e possui ampla distribuição geográfica
(HERNÁNDEZ-GÓMEZ et al., 2008) sendo cultivada em
larga escala no Paraguai (IRALA, 2013), cuja época
recomendada para a semeadura é tanto no verão quanto em
segunda safra (AGUILLERA, 2013), no entanto na
Argentina, mais precisamente no sul de Santa Fé, a primeira
quinzena de janeiro seria o mais adequado para o plantio
dessa espécie (BUSILACCHI et al., 2013).
O fósforo é um elemento químico essencial para o cultivo
de inúmeras plantas, dentre elas as oleaginosas, necessitando
deste elemento para completar seu ciclo normal de produção
(LANTMANN e CASTRO, 2004). Malavolta et al. (1997),
Epsteim e Bloom (2006) e Hawkesford et al. (2012)
ressaltaram que, o fósforo tem por função ser constituinte de
moléculas como o DNA e RNA, atua como transportador e
transdutor de energia química e também participa da síntese
proteica e lipídica. Portanto, a aplicação de fósforo torna-se
prática indispensável para plantas produtoras de óleo, desde
que o teor existente no solo não seja suficiente para suprir a
necessidade fisiológica da espécie vegetal cultivada.
Silva et al.
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Existem estudos sobre o efeito do ambiente na expressão
gênica em humanos (MACHADO et al., 2012), animais
(NISHI et al., 2009; BORGHETTI et al., 2013) e vegetais.
Como exemplo, Moraes et al. (2015) com intuito de conhecer
melhor os mecanismos fisiológicos da mamoneira em
resposta ao déficit hídrico, analisaram a expressão diferencial
de genes potencialmente relacionados com essa tolerância,
revelando que os acessos estudados possuem diferentes
mecanismos de resposta esse tipo de déficit.
A chia, como é importante fonte de proteína, contento
até 26% (BOURRE, 2004), 40% de fibras (REYES-
CAUDILLO et al., 2008), antioxidantes, minerais, vitaminas
(MUNOZ et al., 2013) e ácidos graxos como ômega 3 e
ômega 6 (AYERZA, 2011), considerados lipídios
importantes na alimentação humana e extremamente
limitados na dieta alimentar moderna. Sreedhar et al. (2015)
confirmaram que a expressão de seis genes responsáveis pela
síntese de lipídios é influenciada pela época de colheita da
semente de chia.
O recente interesse e cultivo da chia levanta diversas
questões ainda desconhecidas, visto que, a fertilização
fosfatada é relevante na produção de ácidos graxos havendo
necessidade de investigar se a adubação tem influência na
expressão de genes responsáveis pelo metabolismo de
lipídios.
Com isso o presente trabalho objetivou verificar a
expressão gênica do metabolismo do lipídio em sementes de
chia, em função da adubação fosfatada aplicada na
semeadura.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido em vasos, na Fazenda da
Universidade Estadual de Maringá no Campus de
Umuarama, localizada a 23º47’de latitude Sul e 53º14’ de
longitude Oeste. O clima é subúmido com média anual de
temperatura de 24 °C e precipitação de 1.600 mm. O solo
usado no experimento é um Latossolo Vermelho Distrófico
típico, com textura arenosa (EMBRAPA, 2018).
O clima da região é classificado como Cfa, por ser
subtropical, com temperatura média no mês mais frio inferior
a 18 ºC (mesotérmico) e temperatura média do mês mais
quente acima de 22 ºC, com verões quentes, geadas pouco
frequentes e tendência de concentração das chuvas nos meses
do verão, contudo, sem estação seca definida (IAPAR, 2014).
A semeadura foi realizada em outubro de 2016. Como
não há recomendação de adubação da chia, foi usado como
base as recomendações para a menta, pois pertence a mesma
família botânica, a qual consistiu em 20 e 30 kg ha-1 de
nitrogênio na semeadura e cobertura, respectivamente e 60
kg ha-1 de K2O na semeadura (MAIA e FURLANI, 1997). As
doses de fósforo foram aplicadas conforme os tratamentos.
Cada parcela experimental foi composta por um vaso de
aproximadamente 18 litros cada um, com uma planta por
vaso.
O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente
casualizado com quatro tratamentos e cinco repetições. Os
tratamentos foram compostos por quatro doses de P2O5
aplicados na semeadura (0, 40, 80 e 120 kg ha-1). Na
condução do experimento foi efetuada limpeza manual
sempre que necessário para controle de plantas daninhas. Foi
realizada a colheita manual de folhas, após o florescimento
da cultura para realização das análises.
Para estudos genéticos, foi necessário a extração do
material genético das folhas de chia colhidas em cada parcela
experimental, as folhas foram coletadas e acondicionadas a -
14 oC até a extração do material genético, aproximadamente
50 mg de folhas foram maceradas na presença de nitrogênio
líquido até formar um pó fino (Figura 1A) e submetidas ao
protocolo de extração sugerido por Sreedhar e al. (2015)
(Figura 1B).
Figura 1. (A) Folhas de Salvia hispanica L. maceradas em nitrogênio
líquido. (B) Tubo eppendorf com o material submetido a protocolo
de extração Sreedhar et al. (2015).
Figure 1. (A) Salvia hispanica L. leaves macerated in liquid nitrogen.
(B) Eppendorf tube with the material submitted to extraction
protocol Sreedhar et al. (2015).)
Os primers SSR referentes a sequencias dos genes-alvo
foram encontradas por meio de busca no banco de dados do
genoma Salvia hispanica L. disponível no GenBank, gene
MGAT (FW: 5’ ATGTCGCCGGAAATCC 3’ - RW:
5’ATTCTTCTTACCATATCTCTCAACT 3’), OLE1 (FW:
5’TGGCTGATCAACACTACGG3’ - RV:
5’AGAGCTTTGCGCAACGG3’) (SREEDHAR et al.,
2015).
Para a amplificação com os primers as reações foram
realizadas em um termociclador Nexus (Eppendorf), sendo
utilizado um ciclo a 95 ºC por 1 minutos, 35 ciclos a 95 ºC
por 30 segundos, temperatura específica do primer por 30
segundos para amplificação e 72 ºC por 2 minuto, e para
finalizar 1 ciclo a 72 ºC por 5 minutos. Os produtos de PCR
foram submetidos a electroforese usando um gel de agarose
a 1%.
3. RESULTADOS
O presente trabalho utilizou folhas de chia para a extração
do material genético já que as sementes quando em contato
com água exsudam um gel transparente mucilaginoso que
adere ao macerado e dificulta a ação dos reagentes. Essa
mucilagem é composta de 15% de umidade e 85 % de sólidos
totais, dos quais 48 % era de carboidratos (xilose e glicose),
23,22 % de acido uronico, 8 % de cinzas, 4 % de proteinas e
1,78 % de lipídeos (LIN et al., 1994; Muñoz et al. 2012).
O produto da PCR não apresentou amplificação de
bandas após a eletroforese (Figura 2), tornando a
interpretação dos resultados impossível. Sreedhar et al.
(2015) obteve sucesso quando submeteu amostras de
sementes de chia colhidas em épocas diferentes aos mesmos
primers.
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Figura 2. Padrão de bandas do produto de PCR para as amostras
1, 2, 3 e 4 referentes aos tratamentos 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 de
P2O5 aplicados na semeadura respectivamente, submetidas ao
primer específico MGAT e as amostras 5, 6, 7 e 8 referentes aos
tratamentos 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 de P2O5 aplicados na
semeadura respectivamente, submetidas ao primer específico
OLE1.
Figure 2. banding pattern of the PCR product for samples 1, 2, 3,
and 4 referring to the 0, 40, 80, and 120 kg ha-1 P2O5 treatments
applied at sowing respectively, submitted to the specific primer
MGAT and samples 5, 6, 7, and 8 referring to the 0, 40, 80, and
120 kg ha-1 P2O5 treatments applied at sowing respectively,
submitted to the specific primer OLE1.
4. DISCUSSÃO
Problemas com amplificação são relatadas
cotidianamente em trabalhos de biotecnologia. Mesquita et
al. (2001) comparou três métodos de extração de DNA para
amplificação de DNA genômico pela técnica de PCR e
obteve resultados de não amplificação de bandas por conta
da baixa quantidade de DNA extraída pelo protocolo com
partículas de sílica, já Ferreira e Santos 2015 concluíram que
esse mesmo métodos de extração de DNA é o mais eficiente
quando usado para extração do DNA genômico de bactérias
do gênero Salmonella, a eficiência das metodologias de
extração de DNA depende do organismo que esta em estudo
e também do material selecionado para a extração de DNA.
Gouveia et al. (2011) compararam três protocolos
distintos de extração de RNA, onde a metodologia de Trizol
não produziu resultados satisfatório e assim prejudicando os
resultados obtidos. Santos et al. 2016 comparou protocolos
de extração de RNA em sementes de pimenta Capsicum
chinense e concluiram que a metodologia CTAB e Borato
quente são considerados ineficientes para obter RNA de boa
qualidade de sementes de pimenta. Assim o uso de RNA de
Capsicum chinense proveniente dessas metodologias de
extração de RNA podem apresentar resultados insatisfatórios
em pesquisas. Trabalhos que comparam as metodologias de
extração de material genético dos mais diversos gêneros e
espécies e de grande importância para o sucesso de pesquisas
posteriores. Bitencourt et al. (2011) avaliaram dois métodos
de extração de RNA em folhas e raízes de braquiária e
concluiu que a eficiência na extração de RNA depende do
material utilizado e também do protocolo selecionado.
Feres et al. (2005) aconselha testar metodologias
diferentes no inicio de qualquer estudo com caracteres
moleculares, incluindo metodos de conservacao de amostras
e de extracao de material genético, para evitar,
posteriormente, uma eventual perda de tempo e de recursos,
já que problemas de amplificação podem ocorrer
rotineiramente e por diversos motivos.
5. CONCLUSÕES
Os resultados da análise de expressão gênica relativa aos
genes MGAT e OLE1 em chia foram inconclusivos por falta
de amplificação das sequencias alvo.
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