A demanda comercial de produtos derivados da cana-de-açúcar é a grande motivadora do aprimoramento genético com a finalidade de proporcionar a planta aumento no acúmulo de sucrose e/ou de resistência a ataques de herbívoros. Assim sendo, este trabalho abrange o estudo metabolomico de duas variedades transgênicas da cana-de-açúcar (Bowman-Birk-SBBI e Kunitz- SKTI) e seus respectivos controles através de duas metodologias distintas: a análise quimiométrica do perfil cromatográfico dos polifenóis existentes nas variedades transgênicas e o estudo metabolomico por ressonância magnética nuclear a fim de identificar possíveis diferenças entre as plantas transgênicas em relação aos seus respectivos controles. Nas amostras de folhas foram encontradas nove regiões cromatográficas representativas para a discriminação das variedades SBBI e SKTI. Análises de HPLC-MS/MS foram empregadas para a identificação parcial dos biomarcadores selecionados pelo método OPS, dentre eles: ácido cafeoílaquínico, ácido feruloílaquínico, shaftosídeo ou isoshafitosídeo, além de quatro substâncias parcialmente identificadas: um derivado de apigenina, um glicosídeo da tricina--O-(metoxicinamato), um derivado de flavonóide metoxilado e um derivado de catequina. Através do estudo metabolomico obteve-se uma visão geral sobre os metabólitos produzidos pelas variedades transgênicas e controles e através das análises dos espectros de RMN 1H, J-resolved, COSY 1H-1H, HMBC 13C-1H foi possível identificar a presença de ácidos orgânicos, amino-ácidos, açúcares, flavonóides e fenilpropanóides. Adicionalmente, a análise quimiométrica dos espectros de RMN 1H mostrou não haver diferença significativa entre folhas SBBI e controles e SKTI e controles. Como conclusão pôde-se sugerir que a inserção dos genes inibidores de protease na cana-de-açúcar não afeta as rotas biosintéticas da planta, mas apenas confere maior resistência contra a broca da cana-de-açúcar (Diatrea saccharilis). Entretanto diferenças significativas entre as variedades transgênicas foram encontradas: a variedade SBBI apresenta teor de açucares e fenilpropanóides mais elevados que a variedade SKTI. Conclui-se também que as alterações metabólicas encontradas neste trabalho não são provenientes dos genes inseridos na planta, mas por outro tipo de efeito sofrido nos controles das duas variedades, como por exemplo, variação somaclonal que antecedem a modificação genética. / Comercial demanding of industrial products from sugarcane plants are reponsable for researchs on genetic improvements with the aim to increase sucrose plant acumulation and/or provide resistence against herbivors. Thus, the present work covers metabolomic study of two transgenics varieties of sugarcane (Bowman-Birk-SBBI e Kunitz- SKTI) and their respectives wild (control) plants through two distinct methodologies: chemometrics analysis of polyphenols chromatography profile found into the transgenics varieties and the metabolomic study by nuclear magnetic resonance for identification of possible metabolic alterations comparing transgenics plants and their respective controls. Nine discriminants chromatography regions were detected on SBBI and SKTI leaves samples. HPLC-MS/MS analyses were performed for biomarkers identification selected by OPS method, among then: caffeoylquinic acid, feruloyl quinic acid, shaftoside or isoshaftoside, apigenin derivatives, tricin-O-(methoxycinamate)-glicosilated, methoxylated flavone and catechine derivative. A general vision about metabolites produced for transgenics and control plants could be achived through metabolomic study. Identification of organic acids, amino acids, sugars, phenylpropanoids and flavonoids were possible through 1H NMR, J-resolved, COSY 1H-1H, HMBC 13C-1H. Moreover, chemometrics analysis of the 1H NMR spectra had shown no significant differences between SBBI with wild plant and SKTI with control plants. These results suggest that the biosyntheses pathways are not affected by protease inhibitors genes introduced on sugarcane, but these genes just provides resistence against Diatrea saccharilis. However, metabolic alterations were found between the transgenic plants (SBBI and SKTI). Specially, the variety SBBI presents high levels of sugars and phenylpropanoids compared with SKTI variety. In conclusion, the metabolic variation found in the present are not due to genes introduction, but are originated by other type of effect on wild plants, such as, somaclonal variation before genetical modification.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-24032011-092120 |
| Date | 11 November 2010 |
| Creators | Tatiana Onofre de Lira |
| Contributors | Janete Harumi Yariwake, Maria Fatima das Graças Fernandes da Silva |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Química Analítica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Unknown |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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