Identificação/Identification

Referência/Reference:

PROJ/CI&DETS/CGD/0011

Título/Title:

Influence of stress hydric in biochemical profiles and molecular expression of cardosins in cardoon (Cynara cardunculus L.) CYN.STRESS

Área temática/Thematic área:

Ciências Agrárias, Alimentares e Veterinárias

Duração/Duration:

24 meses

Coordenador do projeto/Project Coordinator:

Pedro Rodrigues

 

 

Membros da Equipa

Pedro Rodrigues (PR)

Investigador Responsável

Paulo Barracosa Correia da Silva (PB)

Membro da Equipa

António Fátima Melo Antunes Pinto (AP)

Membro da Equipa

Francisco José Matias Marques (FM)

Membro da Equipa

 

Outros Membros da Equipa

Marlene Tourais Barros (MB)

Portugal

Nuno Rosa (NR)

Portugal

Maria José Correia (MC)

Portugal

 

 

Resumo

As variedades de cardo cultivado que derivam do cardo selvagem evoluíram durante o processo de domesticação como resultado de uma seleção diferenciada na qual foram privilegiadas caraterísticas distintas. Nunca foi desenvolvido qualquer processo de domesticação vocacionado para a obtenção de flores com o propósito de utilização como coagulante vegetal. Temos desenvolvido um estudo de caraterização no sentido de avaliarmos a extensa biodiversidade morfológica e bioquímica disponível na região e que será crucial para a obtenção de plantas que privilegiam a arquitetura vocacionada para a produção de capítulos e flores adequadas para a sua utilização como coagulante vegetal. Caracterizamos um conjunto de perfis bioquímicos distintos que permitem padronizar e valorizar este agente coagulante que na região da "Serra da Estrela" que constitui um ingrediente obrigatório que confere identidade ao processo de coagulação e exclusividade ao Queijo DOP "Serra da Estrela". A extensa biodiversidade permite explorar a multifuncionalidade desta espécie como um recurso endógeno na região com valorização de toda a planta desde a raiz, caule, capítulo, flor e semente, cujo trabalho tem vindo a ser desenvolvido em colaboração com outras escolas do Instituto Politécnico de Viseu e outros centros de investigação da região, como a Universidade Católica.

Pelo papel que tem sido atribuído às proteases aspárticas na regulação e sinalização de stresses nas plantas, consideramos o cardo como uma planta modelo, pela elevada concentração de cardosinas na flor, para avaliarmos o efeito do stresse hídrico na concentração e composição de proteases aspásticas. Os genes das cardosinas apresentam um padrão de expressão específico e elevado nos pistilos de flores de cardo. A análise da expressão desses genes em plantas estabelecidas em situações de stresse hídrico comparativamente com condições de controlo em três genótipos distintos é uma oportunidade para ajudar a explicar as regras de expressão das cardosinas nesta planta modelo.

Esta caraterização e conhecimento será seguramente determinante no futuro para a implementação de programas de melhoramento com o objetivo de selecionarmos os melhores genótipos e as práticas agrícolas melhor adaptadas aos propósitos de produção de coagulantes vegetais. Em função da questão das alterações climáticas, o cardo pode constituir-se como uma planta modelo, no sentido de percebermos a influência das dotações hídricas na produção de biomassa e na composição bioquímica de compostos que estão descritos como diretamente implicados nas respostas fisiológicas das plantas aos diferentes tipos de stresses.

 

Abstract

The cultivated cardoon varieties that derive from the wild cardoon evolved during the domestication process as a result of a differentiated selection in which different characteristics were favoured. It was never been developed any process of domestication aimed to obtaining flowers for the purpose of its use as a vegetable coagulant. We are currently developing a characterization study in order to evaluate the extensive morphological and biochemical biodiversity available in our region. It will be crucial to obtain a plant architecture well adapted to flowers production and easy harvesting suitable for their use as a coagulant vegetable. In Serra da Estrela region, cardoon uses flowers, is a mandatory ingredient that confers identity to the coagulation process and exclusivity of PDO "Serra da Estrela" Cheese. However, this extensive biodiversity allows the exploration of a multi functionality of this specie as an endogenous resource in the region with the valorisation of the whole plant from root, stem, chapter, flower and seed, whose work has been developed in collaboration with other groups in the Polythecnic Institute of Viseu and others institutions in the region as Catholic University.

Due to the high concentration of cardosins in the flower we consider cardoon as a model plant to study the role of aspartic proteases in plant stress regulation and signalling. Our aim is to evaluate the effect of water stress on concentration and composition of aspartic proteases in cardoon flowers. Cardosins genes present a high expression of specific patterns in cardoon pistils. The analysis of these gene expressions in plants with stress hydric conditions comparatively with plants as control in three different genotypes is an excellent opportunity to understand these rules of expression in a model plant.

These characterization and knowledge will be determinant in the future for the implementation of breeding programs in order to select the best genotypes and agricultural practices well suited to the purposes of producing vegetable coagulants. According to the issue of climate change, cardoon can be a model plant in order to understand the influence of water resources on biomass production and on the biochemical composition of compounds that are described as being directly involved in the physiological responses of plants to different types of stresses.