O complexo clorofila a/b - proteína (Cab) é o principal componente do sistema coletor de luz (“light harvesting complex” - LHC) presente nas membranas dos tilacóides de plantas superiores e algas, atuando como antena nos fotossistema I e fotossistema II, sendo portanto importante na captação de luz para a fotossíntese. A obtenção de plantas transgênicas com maior conteúdo de LHCII é uma alternativa para aumentar a eficiência de absorção de luz em ambientes sombreados. O objetivo do presente trabalho foi a caracterização do potencial fotossintético de plantas transgênicas de tabaco (Nicotiana tabacum) apresentando conteúdo de duas a três vezes maior de mRNA Cab e de proteínas CAB, que o nível endógeno. Esta análise foi feita através da comparação de diferentes parâmetros fisiológicos e metabólitos entre plantas transgênicas e selvagens, quando expostas a diferentes intensidades luminosas. Foi verificado também se as plantas transgênicas apresentavam outras alterações; além da capacidade fotossintética, e para isso foram estudados a morfologia e anatomia foliar e o conteúdo de amido e de proteínas de reserva das sementes. A capacidade fotossintética das plantas cultivadas em câmara de crescimento controlado em baixa (50μmol.m^-2.s^-1) e média (500μmol.m².s¹) irradiância foi estudada usando-se um sistema de congelamento rápido, onde as folhas foram submetidas a diferentes intensidades luminosas, concentrações de CO₂ e temperaturas. O sistema estava acoplado a um fluorímetro e a um analisador de gás infravermelho, que além de permitir a medida de absorção de CO₂ e fluorescência da clorofila a, possibilitou também que as folhas fossem congeladas em nitrogênio líquido para a extração de metabólitos do Ciclo de Calvin-Benson, carboidratos e enzimas, como a Sacarose-Fosfato Sintase (SPS) e as da assimilação de nitrogênio: Glutamina Sintetase (GS) e Nitrato Redutase (NR). Foi verificado também se as plantas transgênicas apresentavam outras alterações, além da capacidade fotossintética e para isso foram estudados a morfologia, anatomia foliar e o conteúdo de amido e de proteínas de reserva das sementes. Os resultados da análise morfológica e da anatomia foliar mostraram que as plantas transgênicas possuem espaços intercelulares maiores, maior número de cloroplastos por célula, além de folhas mais largas e maior biomassa. Quanto à capacidade fotossintética, as plantas transgênicas apresentaram uma maior taxa de assimilação de C0₂ em relação às selvagens, em condições limitantes de luz, bem como uma maior eficiência quântica do transporte de elétrons do PSII (ϕ_PSII), e um aumento em cerca de duas vezes da síntese de carboidratos. A análise de metabólitos mostrou um aumento da capacidade das plantas transgênicas em gerar ATP e reduzir PGA em condições de baixa intensidade luminosa. Em alta intensidade luminosa as plantas transgênicas mostraram uma menor capacidade fotossintética, sendo que a principal limitação destas plantas nestas condições parece ser a capacidade de síntese de produto final em uma velocidade capaz de reciclar P_i, compatível com o aumento de transporte de elétrons. Os resultados da análise das proteínas de reserva mostraram diferenças no padrão de bandas principalmente na fração albumina e globulina e também glutelinas, das plantas transgênicas em relação às selvagens. Quanto ao conteúdo de amido, este foi 72% maior nas sementes de plantas transgênicas, sugerindo que o aumento do conteúdo das proteínas Lhcb1*2 nestas plantas induziu mudanças no conteúdo de amido e padrão de proteínas de reserva das sementes

The light harvesting complex (LHC) is the main chlorophyll a/b binding protein complex of the thylakoid membrane in plants and green algae. LHCII acts as an antenna system to photosystem I and photosystem II and plays a key role in harvesting light for photosynthesis. Transgenic tobacco plants with higher content of LHCII is an altemative to increase the efficiency of light absorption in shaded environment. The aim of this project was to investigate whether transgenic plants of tobacco which have two-three fold higher content of cab mRNA and CAB protein showed alterations in the photosynthetic metabolism, leaf anatomy and morphology, seed storage protein and starch content in relation to wild type, when exposed to different light intensities. The measurements of the rate of CO₂ assimilation and chlorophyll a fluorescence of plants grown in low (50μmol.m^-2.s^-1) and medium light (500μmol.m^-2.s^-1) were made in an open gas-exchange system, using an infra-red gas analyser and a pulse amplitude modulation fluorometer. Toe leaf chamber was specially designed to allow leaf discs to be punched out and quickly frozen. The frozen leaf samples were used for the extraction of Calvin-Benson Cycle metabolites, carbohydrates and enzymes like Sucrose-Phosphate Synthase (SPS) and of nitrogen assimilation: Syntase Glutamine (GS) and Reductase Nitrate (NR). The anatomic and morphological analysis showed that transgenic plants had broad leaves with relative larger intercellular spaces, more chloroplasts per cell and higher biomass. The studies of photosynthetic capacity showed that transgenic plants had an increased photosynthetic rate in limiting light conditions, and increased efficiency of quantum efficiency of photosystem II electron transport (ϕPSII), and a two fold increase in carbohydrate synthesis. The metabolic analyses revealed an increased capacity of the transgenic plants to regenerate ATP and reduce PGA in low light. ln high light the transgenic plants had a lower photosynthetic rate, and the main limitation was the capacity of end product synthesis to recycle inorganic phosphate fast enough to match the increased capacity of electron transport. Eletrophoretical analysis of seed storage proteins and starch showed differences in isozyme pattern specially in the albumin and globulin fraction of the transgenic plants in relation to wild type, besides a 72% increase in starch content in transgenic tobacco seeds. So, the elevation of CAB protein leveis resulted in several important related morphological, biochemical and physiological alterations.