MOLECULAR ORCHESTRATION OF CENTRAL METABOLISM AS AN ADAPTATION STRATEGY IN PLANTS UNDER BIOTIC AND ABIOTIC STRESSES
ORQUESTRAÇÃO MOLECULAR DO METABOLISMO CENTRAL COMO ESTRATÉGIA DE ADAPTAÇÃO EM PLANTAS SOB ESTRESSES BIÓTICO E ABIÓTICO
Biologia de Sistemas; Integração Multi-ômica; Estresses Abióticos e Bióticos; Elaeis guineensis; Portulaca oleracea; Gliricidia sepium.
A segurança alimentar global e a sustentabilidade agrícola dependem da compreensão
profunda de como as plantas gerenciam recursos energéticos e moleculares sob condições
ambientais adversas. Esta tese investiga os mecanismos de resiliência vegetal através de
uma abordagem de biologia de sistemas, integrando transcritômica de alto desempenho e
metabolômica para decifrar as respostas a estresses bióticos e abióticos em três modelos
distintos: a potencial halófita Gliricidia sepium, a halófita Portulaca oleracea e a cultura
perene Elaeis guineensis. O primeiro capítulo investiga a dinâmica temporal da tolerância
à salinidade extrema em G. sepium, evidenciando uma alternância metabólica bifásica.
Observa-se que a planta transita de um estado inicial de conservação de carbono, mediado
pela β-oxidação de lipídios, para uma fase de adaptação de alto desempenho caracterizada
pela reativação da glicólise e do ciclo do TCA, orquestrada por isoformas específicas da
enzima frutose-1,6-bifosfato aldolase (FBPA). Complementando essa visão temporal, o
segundo capítulo explora a regulação órgão-específica em P. oleracea, evidenciando uma
divisão de trabalho molecular onde as raízes priorizam o aporte bioenergético para a
homeostase iônica, enquanto as folhas reprogramam o metabolismo lipídico para mitigar
danos oxidativos, sob a regência de redes de regulação gênica (GRNs) distintas lideradas
pelas famílias bHLH, B3 e bZIP.Expandindo a análise para o estresse biótico, o terceiro
capítulo apresenta uma desconstrução multi-ômica da Doença do Anel Vermelho no
dendezeiro. Através da integração de dados de RNA-Seq e metabolômica, são
identificados biomarcadores específicos para a detecção do nematoide Bursaphelenchus
cocophilus e mapeadas vias metabólicas cruciais da planta hospedeira, fornecendo alvos
genéticos estratégicos para o desenvolvimento de variedades resistentes via edição
gênica. Coletivamente, esses estudos demonstram que a resiliência vegetal não é um
atributo estático, mas uma propriedade emergente da plasticidade metabólica e da
coordenação precisa entre tecidos e fluxos de carbono. Ao investigar estresses bióticos e
abióticos, esta tese estabelece uma base científica robusta para o melhoramento de
precisão, oferecendo soluções biotecnológicas integradas para a agricultura em ambientes
marginais e sob crescente pressão patogênica.