Fingerprint metabólico e biossíntese de lactonas sesquiterpênicas em Smallanthus sonchifolius e Espeletia (Asteraceae): uma abordagem metabolômica e transcriptômica

Resumo

Smallanthus sonchifolius (yacon) junto com o gênero Espeletia (Asteraceae, Millerieae) constiuem grupos de espécies vegetais estreitamente relacionadas nativas dos Andes Sul-americanos. Estas espécies exibem não só uma semelhança genética notável, mas também uma química do metabolismo secundário uniforme, produzindo o mesmo subtipo estrutural de lactonas de sesquiterpenênicas (LSTs). Esta classe de metabolitos secundários possui uma ampla gama de atividades biológicas e dados recentes sugerem que elas são biossintetizadas devido às vantagens adaptativas que proporcionam as plantas que as produzem, principalmente como moléculas de protetoras. No entanto, apesar dos potenciais papéis adaptativos que as LSTs jogaram no yacon e provavelmente em membros do relacionado género Espeletia, sua origem biossintética em grupos de plantas de diversificação recentemente permanece inexplorada. Além disso, a falta de uma caracterização fitoquímica abrangente de S. sonchifolius ao longo da sua ontogenia merece mais atenção para compreender a acumulação e possíveis funções adaptativas dos metabólitos secundários nesta espécie e em outras da mesma tribo (Millerieae). Portanto, o objetivo deste projeto de pesquisa é estudar a impressão digital metabólica e biossíntese de LSTs através da ontogenia de S. sonchifolius e avaliar se a capacidade de produzir LSTs é conservada em Espeletia, ou se é apenas restrita a poucas espécies. Os indivíduos serão coletados em diferentes fases do seu desenvolvimento e o metaboloma baseado em LC-MS e a expressão de genes relacionados com a biossíntese de LSTs serão avaliados. Análises estatísticas multivariadas serão usadas para encontrar mudanças putativas no metaboloma de S. sonchifolius de acordo com a sua ontogenia, mesmo como para correlacionar dados metabólicos com estudos de expressão gênica em uma abordagem integrada envolvendo informações metabolômicas e transcriptômicas. O sequenciamento de genes relacionados com a biossíntese de LSTs em S. sonchifolius e Espeletia permitirá encontrar regiões de similaridade local com sequências de diferentes espécies de Asteraceae e serão efetudas reconstruções filogenéticas para explorar as relações entre as espécies da família Asteraceae com base em genes do metabolismo secundário. (AU)