In the present article we evaluate the consequence of tuber-specific expression of yeast invertase, on the pathways of carbohydrate oxidation, in potato (Solanum tuberosum L. cv. Desiree). We analysed the relative rates of glycolysis and the oxidative pentose phosphate pathway that these lines exhibited as well as the relative contributions of the cytochrome and alternative pathways of mitochondrial respiration. Enzymatic and protein abundance analysis revealed concerted upregulation of the glycolytic pathway and of specific enzymes of the tricarboxylic acid cycle and the alternative oxidase but invariant levels of enzymes of the oxidative pentose phosphate pathway and proteins of the cytochrome pathway. When taken together these experiments suggest that the overexpression of a cytosolic invertase (EC 3.2.1.26) results in a general upregulation of carbohydrate oxidation with increased flux through both the glycolytic and oxidative pentose phosphate pathways as well as the cytochrome and alternative pathways of oxidative phosphorylation. Moreover these data suggest that the upregulation of respiration is a consequence of enhanced efficient mitochondrial metabolism.

RESUMONas últimas décadas, a utilização de isótopos estáveis em várias áreas de pesquisa vem se destacando, como na análise de fluxos e rotas metabólicas, análise de efeitos de estresses em plantas e, em grande escala, no estudo da matéria orgânica do solo (MOS). Estudos de alterações e dinâmica da MOS usando a variação da abundância natural do 13 C requerem mudanças na razão isotópica do C. Quando não existe essa possibilidade, uma das alternativas é enriquecer o material vegetal (planta) com 13 C, via fixação de 13 CO 2 , de modo que a razão isotópica seja distinta daquela da MOS original. O objetivo deste trabalho foi investigar a magnitude e a homogeneidade do enriquecimento em 13 C em diferentes componentes da planta de eucalipto. No processo de marcação, três plantas de eucalipto, com 4 meses de idade, cultivadas em solução nutritiva foram expostas a uma atmosfera enriquecida com 13 CO 2 , em uma câmara de vidro (448 dm 3 ), com temperatura em torno de 24 ºC. A concentração de CO 2 e a razão 13 C/ 12 C foram monitoradas por um espectrômetro de massa de razão isotópica (IRMS) em amostras de ar retiradas ao longo do processo (126 dias com três pulsos de 13 CO 2 semanais). Após o período de marcação, as plantas foram separadas em folha (folha-fonte e folha-dreno), galho, casca, lenho e raiz e analisadas em IRMS. O resultado foi expresso em partes por mil (‰) em relação ao padrão internacional de C denominado Pee-Dee Belemnite (PDB), obtendo-se a δ δ δ δ δ 13 C PDB delas: folha-fonte (828,07 ‰), folha-dreno (645,72 ‰), galho (672,49 ‰), casca (691,86 ‰), lenho (632,02 ‰) e raiz (536,55 ‰). O padrão de alocação e enriquecimento de 13 C entre os componentes das plantas foi homogêneo, embora com diferenças numéricas da ordem de 291 ‰ na δ δ δ δ δ 13 C PDB . As plantas de eucalipto mantiveram alta taxa de absorção de CO 2 e, consequentemente, alta taxa fotossintética em concentrações de CO 2 muito acima (180,4 mmol L -1 -7.934 ppmv) da encontrada na atmosfera (8,64 mmol L -1 -380 ppmv). O 13 C fixado durante o dia foi liberado em menor escala na respiração noturna, em comparação com o 12 C.(1) Recebido para publicação em maio de 2009 e aprovado em março de 2011.