UV-B ativa mecanismo de tolerância ao frio em pepino

A suplementação com radiação UV-B aumentou a tolerância ao frio em mudas de pepino sem redução significativa da biomassa nas condições avaliadas. O efeito depende do fotorreceptor CsUVR8 e envolve maior acúmulo de flavonoides e maior capacidade antioxidante.

Os pesquisadores expuseram as mudas a diferentes espectros de luz durante sete dias. Em seguida, submeteram-nas a 4 graus Celsius durante dois dias. As luzes azul e vermelha também aumentaram a tolerância ao frio, mas a azul reduziu a massa fresca e seca das plantas. A UV-B reduziu a área foliar lesionada pelo frio e encurtou o hipocótilo, característica que os autores consideram desejável em mudas. Doses elevadas causaram danos e aumentaram a mortalidade. O protocolo selecionado aplicou 20 microwatts por centímetro quadrado durante 20 minutos a cada duas horas, em um período diário de 16 horas.

Expressão de proteína

Em folhas de tabaco (Nicotiana benthamiana) que expressavam a proteína do pepino, a radiação UV-B promoveu a conversão de CsUVR8 da forma dimérica para a monomérica e favoreceu seu acúmulo no núcleo. Plantas de pepino com CsUVR8 inativado por CRISPR-Cas9 tiveram a resposta à UV-B comprometida: nelas, a radiação não elevou os flavonoides nem a tolerância ao frio.

Análises transcriptômicas e metabolômicas apontaram a biossíntese de flavonoides como uma rota central da resposta. A aplicação do flavonoide hesperetina nas folhas atenuou os danos pelo frio, embora com efeito menor que o da UV-B. Nos mutantes sem CsUVR8 funcional, a hesperetina restaurou parcialmente a tolerância ao frio, o que a UV-B não conseguiu.

CsUVR8 interage com o fator de transcrição CsPIF3, e a UV-B intensifica essa interação. Ativado pela radiação, CsUVR8 favorece a degradação de CsPIF3. CsPIF3 reprime genes ligados à produção de flavonoides, entre eles CsCHS, CsCHI-L e CsF3H. A redução de CsPIF3 libera a expressão desses genes.

Mutantes sem CsPIF3 apresentaram maior teor de flavonoides e maior tolerância ao frio. O silenciamento individual de CsCHS, CsCHI-L e CsF3H nesses mutantes reduziu esse efeito.

Em melão e melancia, as proteínas equivalentes a UVR8 e PIF3 também interagiram entre si. Nessas espécies, o tratamento com UV-B aumentou o teor de flavonoides e a tolerância ao frio. Os resultados são sinal de conservação do mecanismo entre cucurbitáceas, embora não tenham sido testados mutantes nessas espécies (doi 10.1093/hr/uhag411).