Análise proteômica de estirpes selvagem PAL5T e mutante lao- de Gluconacetobacter diazotrophicus na presença e ausência de triptofano e o efeito de sua inoculação em plantas micropropagadas de cana-de-açúcar

Abstract

Este estudo teve por objetivo avaliar o perfil de expressão de proteínas de G. diazotrophicus PAL5 e seu mutante defectivo na produção de compostos indólicos (lao-) cultivados na presença e ausência de triptofano através da técnica de 2DE-PAGE. A análise por espectrometria de massa permitiu a identificação de 24 proteínas diferencialmente expressas. A maioria das proteínas com a expressão diminuída em PAL5 cultivada em meio com triptofano em relação ao meio de cultivo sem esse aminoácido pertenceu à categoria modificação pós-traducional, turnover de proteínas e chaperonas. No mutante lao- cultivado nas mesmas condições, a maioria das proteínas que apresentaram expressão diferencial pertencia à categoria produção e conversão de energia. Em adição, a maioria das proteínas que foram diferencialmente expressas no mutante lao- em comparação com a estirpe selvagem PAL5 pertencia à categoria metabolismo e transporte de carboidratos. Por outro lado, não foram observadas proteínas relacionadas à biossíntese de triptofano em nenhuma condição analisada possivelmente devido ao baixo rendimento das identificações por espectrometria. Além das análises dos perfis de proteínas, os mutantes lao- e nif- de G. diazotrophicus foram inoculados em plantas de cana-de-açúcar micropropagadas com o objetivo de determinar a influência das auxinas na promoção do crescimento dessa cultura em comparação com a estirpe selvagem PAL5. O primeiro experimento, conduzido em condições de hidroponia pelo período de 10 dias, mostrou efeito significativo da inoculação da estirpe selvagem na promoção de crescimento da parte área das plantas, enquanto que o mutante lao-, não diferiu estatisticamente do controle não inoculado. O outro experimento, foi conduzido por 120 dias em vasos com substrato areia:vermiculita contendo 30 ou 60 ppm de sulfato de amônio enriquecido com 15N e as plântulas foram inoculadas in vitro. Os resultados mostraram uma diferença visual nas raízes das plantas inoculadas com PAL5, que se mostraram mais volumosas, aparentando um número mais elevado de raízes secundárias e pêlos radiculares. Já as plantas inoculadas com lao- apresentaram raízes mais grossas, com um número muito reduzido de ramificações ou pêlos radiculares. A biomassa seca da parte aérea das plantas inoculadas com PAL5 foi superior àquelas inoculadas com as estirpes mutantes para as duas doses de nitrogênio, porém essa diferença não foi significativa. Não foram observadas evidências de contribuição da FBN, porém as plantas inoculadas com PAL5 foram menos eficientes na recuperação do N fertilizante. Em conclusão, o presente estudo mostra a ocorrência de diversas proteínas diferencialmente expressas tanto na estirpe selvagem como em lao- quando crescidas na presença e ausência do aminoácido triptofano. A definição do papel dessas proteínas no metabolismo da bactéria requer estudos adicionais, inclusive em diferentes condições de cultivo. Em adição, a inoculação dessas bactérias em plantas de cana-de-açúcar mostrou o efeito hormonal da bactéria no desenvolvimento das raízes e, por conseguinte na maior eficiência de uso do N aplicado. Entretanto, dado a limitação de espaço físico dos vasos para o desenvolvimento das plantas, sugere-se a realização de novos experimentos, em condições mais apropriadas, para confirmar a influência da produção de índoles e da FBN durante a associação da bactéria com as plantas de cana-de-açúcar.