Caracterização do mecanismo fotossintético e aspectos relacionados à floração de Artemisia annua L

Abstract

Artemisia annua L. (Asteraceae) é uma planta herbácea altamente aromática, nativa da Ásia e aclimatada no Brasil. As folhas são fonte abundante de artemisinina, uma lactona sesquiterpênica que, conjuntamente aos seus derivados semi-sintéticos, apresentam ação efetiva contra as cepas resistentes das espécies de Plasmodium causadoras da malária. Os objetivos deste trabalho foram identificar o mecanismo fotossintético e avaliar o efeito de diferentes condições de temperatura e fotoperíodo no crescimento e desenvolvimento do acesso CPQBA 2/39x1V de A. annua. Para identificar o mecanismo fotossintético foram realizados experimentos para determinar composição dos isótopos do carbono (d 13C) e a anatomia foliar associada a testes histoquímicos. Para avaliar o efeito da temperatura e fotoperíodo no crescimento e desenvolvimento de A. annua foram realizados dois experimentos em câmaras fotoperiódicas (o primeiro com temperaturas médias máx. de 37ºC e mín. de 19ºC e o segundo com máx. de 29ºC e mín. de 13ºC) e um experimento com 6 épocas de plantio em campo no município de Pato Branco-PR (26º11' S, 52º36' W e 760 m de altitude), sul do Brasil. Um último experimento realizado, foi a aplicação exógena de artemisinina em plantas de A. annua para verificar o papel da molécula na indução do florescimento. Como resultados, A. annua apresentou uma d 13C - 31.76 l 0.07, valor típico de espécies com mecanismo fotossintético C3, que apresentam em média valores de d 13C - 28. Os estudos da anatomia foliar e testes histoquímicos confirmaram os resultados encontrados para a d 13C, onde, a despeito da existência de células parenquimáticas formando um anel ao redor do feixe vascular, estas não apresentaram cloroplastos e amido, confirmando ser A. annua uma espécie de mecanismo...

Leaves of Artemisia annua L. are a plentiful source of artemisinin, a drug with proven effectiveness against malaria. One of the objectives of this work was to identify the photosynthetic type of A. annua through studies of the carbon isotope composition (d 13C) and the leaf anatomy. We also verified the growth and development of the CPQBA 2/39x1V accession under moist subtropical climate. Two experiments were carried out in greenhouse using photoperiodic chambers. The plants were submitted to photoperiods of 7, 9, 11, 13, 15 and 17 h, in two natural conditions of temperature: spring/summer (maximum of 37ºC and minimum of 19ºC) and autumn/winter (maximum of 29ºC and minimum of 13ºC). Another experiment with different planting dates at field was carried out in Pato Branco, PR (26º11' S, 52º36' W and 760 m), Southern part of Brazil. The last experiment was the application of artemisinin (0, 500, 5000, and 10000 mg L-1) in A. annua plants to verify the role of the molecule on the flowering induction. A. annua presented a d 13C - 31.76 l 0.07, what characterizes it as typical species with a C3 photosynthetic mechanism, with an average of d 13C- 28, while C4 species possess an average of d 13C - 14. The study of A. annua leaf anatomy confirms the results of d 13C, where, in spite of the existence of parenchymatic cells forming a different sheath surrounding of the vascular tissue, these cells do not have chloroplast or starch. These features do not describe the Kranz anatomy typical of C4 species. The application of artemisinin did not induce the flowering of A. annua at any of the concentrations used. The results suggest that the accumulation of the artemisinin in the pre-flowering and flowering phases in A. annua is not the physiological signal of floral induction in this species...