O documento discute estrigolactonas, hormônios vegetais que regulam o crescimento de plantas. Aborda sua descoberta e estrutura, biossíntese e funções como promover associações micorrízicas, germinação de plantas parasitas e dominância apical. Também discute aplicações em agricultura e perspectivas futuras, incluindo regulação de estômatos e resistência a estresse.

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
CENTRO DE CIÊNCIAAGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUÇÃO VEGETAL
DISCIPLINA DE FISIOLOGIA VEGETAL
ESTRIGOLACTONAS
Discentes: Anderson Rodrigues Sabino;
Cristian Bernardo;
Lydayanne Lilás de Melo Nobre.
Docente: Dra. Vilma Marques Ferreira.
RIO LARGO – AL
JUNHO, 2018

2. Estrigolactonas: Breve histórico
• Vaucher (1823), relatou que as sementes de Orobanche necessita de estímulos vindo do hospedeiro para
germinar;
Como foi descoberta?
O que são?
• São substâncias químicas produzidas nos caules e raízes e que atuam como semioquímicos estimulando reações
fisiológicas nas plantas.
Lactonas
• Do final dos anos 1940 ao início 1950, Brown et al.
encontraram substâncias que promoviam a germinação de
Striga spp. e que essas substâncias contêm grupos lactona;
• 1966 – Isolada a primeira Estrigolactona, o Estrigol.

3. Sintética
Geral
Estrutura química das Estrigolactonas
Naturais

4. Estrigolactonas: Biossíntese e Transporte

5. 1 – Alteração da Arquitetura da Raiz e Associações Micorrizicas
+ -
Nodulação Perfilho
+Ramificação de hifas
Pêlos radiculares
+
Estrigolactona
Nódulo
Micorriza
Nutrientes
Pêlos Radiculares
Deficiência de Nutrientes
Promove
Inibe
+
-

6. 2 – Germinação de Sementes (Plantas Parasíticas)
+Germinação de sementes +
-
Estrigolactona
Deficiência de Nutrientes
Planta Hospedeira
Micorriza
Nutrientes
Pêlos Radiculares
Semente Parasita
Planta Parasita
Promove
Inibe

7. 3 – Controle da Dominância Apical
ainda não se sabe com clareza
como interagem com a auxina para
regular a dominância apical
Estrigolactona
Auxina
Xilema
Promove
Inibe
Produzida no caule e raízes
Regula o crescimento da planta
Alguns autores recentemente
sugeriram que as SLs podem
interferir na atividade inibitória da
auxina aplicada exogenamente no
crescimento radicular através de
seus efeitos sobre os portadores
de efluxo de auxina.
Kotai et al. (2010)
+
+
-

8. 3 – Controle da Dominância Apical
Domagalska & Leyser (2011) apud Taiz & Zair (2017).
Enxertia realizados com mutantes defeituosos na biossíntese de estrigolactonas ou na sinalização
A enxertia do caule do mutante com defeito na biossíntese sobre uma raiz do tipo
selvagem restaura a dominância apical, indicando que a SL pode se mover da raiz

9. 3 – Controle da Dominância Apical
Domagalska & Leyser (2011) apud Taiz & Zheiz (2017).
As raízes do tipo selvagem restaurou a
ramificação do caule dos níveis de
mutante para os do tipo selvagem.
Impediu o crescimento de gemas, demonstrando
que max2 pode produzir o sinal nas raízes,
embora elas não possam responder a ele.
O hormônio inibidor pode também ser produzido no caule,
pois a enxertia do caule do tipo selvagem sobre as raízes
deficientes de SLs não aumenta o número de ramos.
Enxertia realizados com mutantes defeituosos na biossíntese de estrigolactonas ou na sinalização
A falta de sinalização por parte
do caule inibe a produção de SLs
pela raiz selvagem.

10. 4 – Outras funções e efeitos
+Senescência das folhas
+Tamanho das sementes
Funções e efeitos adicionais de SLs
provavelmente serão identificados,
já que mais pesquisadores estão
envolvidos na pesquisa das SLs
+Espessamento do caule
Estrigolactona
Espiga de milho
Promove
Inibe
+
-

12. APLICAÇÕES
• Em condições de baixas quantidades de nutrientes, essencialmente
fósforo e azoto, as plantas produzem mais estrigolactonas, aumentando
a atração em relação aos fungos micorrizos, mas por outro lado
aumentando o risco de crescimento de ervas daninhas (Lambers, et al.,
2009; López-Ráez, et al., 2011).

13. APLICAÇÕES
• A extração dos fatores de ramificação presentes nos exudados das
raízes, como as estrigolactonas, tem sido efetuada através de extração
líquido-líquido à água de crescimento de raízes com o solvente acetato
de etilo e a análise realizada por HPLC (Akiyama et al. 2005). Mais
recentemente, a análise de estrigolactonas foi realizada por LC-
MS/MS (López-Ráez, et al., 2011).

14. APLICAÇÕES
• “MEB55 e ST362 parecem ser
agentes muito promissores. O
estudo sugere que, quando
utilizados com fármacos anticâncer
chamados inibidores de PARP, a
combinação é eficaz e não danifica
as células normais saudáveis”.
MEB55 e ST362 são
versões sintéticas de
estrigolactona – hormônios
produzidos nas raízes de
plantas que regulam o
crescimento das mesmas.
Os pesquisadores testaram cada agente separadamente
em combinação com inibidores da poli-ADP-ribose-
polimerase (PARP) – medicamentos contra o câncer que
interrompem a reparação do DNA em células cancerosas,
bloqueando a enzima PARP (que auxilia na
multiplicação celular). Ambos MEB55 e ST362 mataram
as células cancerosas da próstata quando combinados
com inibidores de PARP.
Para seu estudo, Yarden e seus
colegas testaram e analisaram
os efeitos da MEB55 e ST362
em células de câncer de
próstata condicionalmente
reprogramadas, pois são células
que não param de crescer.

15. PERSPECTIVAS FUTURAS
• Identificação de compostos bioactivos envolvidos na sinalização entre
raízes e fungos micorrízicos - Inês Santos Nunes Mestre em Biologia
Celular e Biotecnologia e Orientador: Professora Doutora Elvira Maria
M. Gaspar, FCT-UNL Co-orientador: Professor Doutor Higuinaldo
Chaves das Neves da Faculdade de Ciências e Tecnologias de Lisboa.

16. PERSPECTIVAS FUTURAS
• As estrigolactonas, que são compostos sinalizadores para colonização
de micorrizas (Akiyama e Hayashi, 2006).

17. PERSPECTIVAS FUTURAS
• Hormônios vegetais sintéticos ajudam a matar células cancerosas e
interrompem a sua multiplicação - O pesquisador sênior Ronit Yarden,
professor assistente no Departamento de Ciência Humana do Centro
Médico da Universidade de Georgetown em Washington, DC, e seus
colegas publicaram suas descobertas na revista Oncotarget.

18. PERSPECTIVAS FUTURAS
• Estão envolvidos nas vias de sinalização responsáveis pela germinação
de sementes de muitas plantas cultivadas, auxiliam na interação
Rhizobium-leguminosa (PELÁEZ-VICO et al., 2016), além de
atuarem na regulação da ramificação das hifas de fungos micorrízicos
na simbiose com a planta (KOHLEN et al., 2011; PANDEY et al.,
2016).

19. PERSPECTIVAS FUTURAS
• Embora as estrigolactonas possam estimular a ramificação de hifas,
sua essencialidade para a formação das Mas (micorrizas arbusculares)
ainda não foi demonstrada - Regulação do desenvolvimento de
micorrizas arbusculares - Soraya Gabriela Kiriachek; Lucas
Carvalho Basilio de Azevedo; Lázaro Eustáquio Pereira Peres;
Marcio Rodrigues Lambais – ESALQ - Revisão de literatura na
Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2009.

20. PERSPECTIVAS FUTURAS
• La vía de señalización recién descubierta se basa
en la hormona estrigolactona. La síntesis de la
estrigolactona y la respuesta de la planta a su
presencia, está controlada por una familia de
genes conocida como More Axillary
Growth (MAX ). El estudio demostró que las
plantas de Arabidopsis con genes defectuosos
MAX eran mucho menos resistentes a la sequía
y la alta salinidad que las plantas silvestres
(control). La aplicación de estrigolactona de
manera exógena, restaura la resistencia de los
mutantes con baja concentración de
estrigolactona a estrés por sequía e incluso la
mejora de resistencia a la sequía en plantas de
tipo silvestre (control).
Una manera en que actúa la estrigolactona es mediante la
regulación de las tasas de transpiración de las plantas. Bajo
condiciones de sequía, los mutantes MAX pierden agua más
rápido que las plantas silvestres. El equipo científico demostró
que las plantas mutantes tenían más estomas que sus
homólogas silvestres y sus estomas se cerraban más lentamente
cuando se somete al ácido abscísico . Por lo tanto, la
estrigolactona controla tanto el desarrollo como la función de los
estomas.

21. PERSPECTIVAS FUTURAS
Figura: Dendrograma de los principales genes
relacionados con la biosíntesis y señalización de
estigolactonas mostrando las relaciones de
similitud existentes entre las distintas especies
secuenciadas seleccionadas. Abreviaturas de las
especies utilizadas: arab, Arabidopsis thaliana;
mani, Manihot esculenta; potri, Populus
trichocarpa; prun, Prunus persica; vit, Vitis
vinífera; sol, Solanum tuberosum; phvul,
Phaseolus vulgaris; eucgr, Eucalyptus grandis;
ory, Oryza sativa; malus, Malus domestica;
pita, Pinus taeda. Ejemplo nomenclatura en el
dendograma: MAX4potri translation, proteína
traducida de MAX4 en la especie Populus
trichocarpa.

22. PERSPECTIVAS FUTURAS
Mediante este estudio filogenético (Figura 2) se pudo observar que AXR1 es el gen más variable
entre las especies estudiadas, mientras que la superfamilia MAX se encuentra altamente conservada
incluso entre especies tan distantes como, P. taeda y Arabidopsis thaliana. Con esta información, y
con la idea de avanzar en el conocimiento acerca de los factores endógenos implicados en la
regulación del policiclismo y ramificación en coníferas, se decidió estudiar el posible papel de los
siguientes genes en la inhibición de la ramificación de P. Pinaster: AXR1, por ser el gen que mostró
mayor variabilidad entre especies, y dentro de la familia MAX, altamente conservada, MAX1, por
ser el gen de mayor relevancia en la ruta de biosíntesis de estrigolactonas, ya que su función es clave
en la movilización y activación de las estrigolactonas. Partiendo de la información disponible sobre el
genoma de P. pinaster (Canales et al., 2014) y P. taeda (Neale et al., 2014), y mediante el diseño de
cebadores degenerados, fue posible obtener la secuencia homóloga de ambos genes en P. pinaster.