ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS INDUZIDAS POR ESTRESSES ABIÓTICOS EM PLANTAS JOVENS DE PINHÃO-MANSO
Autor(es):
SILVA, EVANDRO NASCIMENTO DA
Palavras Chaves:
Não informado
Ano de Publicação:
2009
Resumo:
RESUMO Neste trabalho foram estudados vários mecanismos fisiológicos, como o ajustamento osmótico, a fotossíntese, incluindo trocas gasosas e parâmetros de fluorescência da clorofila, além das respostas oxidativas em plantas de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) submetidas a diferentes estresses abióticos, como: salinidade, seca e temperatura elevada. O primeiro experimento visou o estudo dos efeitos das concentrações de NaCl (0, 25, 50, 75 e 100 mM) no acúmulo dos íons (Na+, Cl- e K+), e em algumas variáveis de crescimento, bem como avaliou o estado hídrico e os principais solutos (orgânicos e inorgânicos) envolvidos no ajustamento osmótico de plantas de pinhão-manso sob esta condição estressante. Plantas de pinhão-manso se mostraram sensíveis ao estresse salino, mostrando uma redução de 50% na massa seca com uma concentração estimada de 47 mM de NaCl durante 15 dias. Esta sensibilidade deve-se, principalmente, a uma grande acumulação de Na+ e Cl- nas folhas, associada com uma grande redução na concentração de K+. Por outro lado, plantas de pinhão-manso foram capazes de se ajustar osmoticamente à salinidade devido a uma intensa redução no potencial osmótico e aumento do estado hídrico das folhas, principalmente nos níveis mais elevados de NaCl. Dentre os solutos estudados, observou-se que os íons salinos Na+ e Cl- contribuíram com a maioria do ajustamento osmótico, enquanto que a contribuição do K+ foi diminuída intensamente pelo NaCl. A glicina-betaína comparada à prolina, foi muito mais importante para o ajustamento osmótico de folhas de pinhão-manso. O segundo experimento avaliou a resistência do aparato fotossintético de plantas de pinhão-manso submetidas a diferentes tempos de exposição (7 e 14 dias e após recuperação de 3 dias) ao estresse salino (100 mM de NaCl). As mudanças causadas sobre a atividade fotoquímica e as trocas gasosas foram avaliadas em função da acumulação de Na+ e Cl- e da diminuição da relação K+/Na+ nas folhas. Após sete dias de tratamento ficou evidente uma maior ação de efeitos osmóticos. Contudo, após 14 dias de tratamento, os efeitos iônicos causados pela acumulação excessiva dos íons Na+ e Cl- e pela intensa redução na relação K+/Na+ nas folhas, provocaram danos permanentes na fotossíntese tanto devido a limitações estomáticas quanto não-estomáticas. O terceiro experimento visou estudar os efeitos comparativos dos estresses salino (50 mM de xiv NaCl) e hídrico (induzido por PEG 6000 com potencial osmótico correspondente ao da solução salina) na fotossíntese, relações hídricas e crescimento de plantas de pinhão-manso. Os efeitos do estresse hídrico induzido por PEG no crescimento foliar, vazamento de eletrólitos e trocas gasosas foliares foram mais deletérios do que os causados pelo NaCl. Nos dois estresses foi observada perda na assimilação de CO2 foliar devido tanto a fatores estomáticos quanto não estomáticos. Todavia, eles não foram capazes de afetar os parâmetros de fluorescência da clorofila. O quarto experimento avaliou a contribuição relativa dos solutos orgânicos e inorgânicos no ajustamento osmótico de folhas e raízes de pinhão-manso sob diferentes níveis de restrição hídrica. Dentre os solutos analisados, o K+ e os açúcares solúveis foram os mais envolvidos no ajustamento osmótico tanto em folhas quanto em raízes. Outros solutos, como Na+, Cl-, aminoácidos livres totais e glicina-betaína, também apresentaram um efeito na redução do potencial osmótico em ambos os órgãos. Por outro lado, o conteúdo de prolina nas folhas, embora tenha aumentado significativamente, não foi suficiente para promover uma participação efetiva desse aminoácido no ajustamento osmótico de plantas de pinhão-manso. O mesmo experimento também visou observar os efeitos isolados e combinados do estresse hídrico e da temperatura elevada na fotossíntese e avaliar o sistema de defesa contra danos oxidativos em plantas de pinhão-manso. O aparato fotossintético se mostrou mais sensível aos efeitos isolados da seca do que o do calor, sendo que a combinação deles proporcionou efeitos deletérios maiores neste complexo. Adicionalmente, os danos oxidativos também foram mais marcantes na combinação dos estresses. No geral, os resultados mostram que plantas de pinhão-manso, embora apresentem capacidade de se ajustar osmoticamente à salinidade e seca, tem seu aparato fotossintético bastante afetado nessas condições estressantes. Assim como, o sistema de defesa contra danos oxidativos parece não ter sido eficiente em plantas expostas aos estresses isolados e combinados de seca e calor. Palavras-chave: Jatropha curcas. Estresse hídrico. Estresse salino. Calor. Estresse combinado.
Abstract:
ABSTRACT In this work were studied diverse physiological mechanisms, as the osmotic adjustment, photosynthesis, including gas exchange and chlorophyll fluorescence parameters, as well the oxidative responses in physic nuts submitted to different abiotic stresses as: salinity, drought and high temperature. The first experiment aimed to study the effects of increase of the NaCl concentrations (0, 25, 50, 75 and 100 mM) in the ions accumulate (Na+, Cl- and K+) and some growth variables, as well evaluate the water state and the principals solutes (organic and inorganic) involved on the osmotic adjustment of physic nuts plants under this stressful condition. Physic nuts plants showed sensibility to salt stress, presenting a reduction by 50% in dry matter from by 47 mM of NaCl concentration during 15-d. This sensibility should be due the leaf Na+ and Cl- high accumulation, associated a strong reduction in the K+ concentration, induced by high Na+ content. On the other hand, physic nuts plants were able osmotic adjust to salinity due a severe decrease on the osmotic potential and increase of leaf water state, principally in the higher NaCl levels. Of the solutes studied, was observed that salt ions (Na+ and Cl-) contributed with the most of the osmotic adjustment, while that the K+ contribution was decreased strongly by NaCl. The glycinebetaine compared to proline was more important to the osmotic adjustment of physic nuts leaves, as in the absence as in presence of different NaCl levels in the nutrient solution. The second experiment evaluated the resistance of photosynthetic apparatus of physic nuts plants submitted to different time of exposure (7-d and 14-d of treatment and 3-d of recovery) to salt stress (100 mM of NaCl).The changes caused on photochemistry activity and leaf gas exchange were evaluate by Na+ and Cl- accumulation and decrease of K+/Na+ ratio in the leaves. After 7-d of treatment was observed a major action of osmotic effects. However, after 14-d of treatment, the ionic effects caused by Na+ and Cl- excessive accumulation and by K+/Na+ ratio strong reduction in the leaves, caused permanent damages on the photosynthesis of physic nuts plants due as the stomatal limitations as non-stomatal ones. The third experiment aimed to study the comparative effects between the salt stress (50 mM of NaCl) and water stress (induced for xvi PEG 6000), both with osmotic potential of –0.22 MPa on the photosynthesis, water relations and growth of physic nuts plants. The water stress effects induced for PEG in the leaf growth, electrolyte leakage and leaf gas exchange were more deleterious than by NaCl ones. In the both stresses was observed decrease in the leaf CO2 assimilation due the stomatal and non-stomatal limitations. However, the chlorophyll fluorescence parameters did not affect. The fourth experiment aimed to evaluate the relative contribution of organic and inorganic solutes on the osmotic adjustment of leaves and roots physic nuts plants in different water restriction levels. Of the solutes studied, the K+ and soluble sugar were the most involved in the osmotic adjustment as in the leaves as in roots. Others solutes as, Na+, Cl-, total amino acids and glycibetaine, also presented a effective role in the reduction of osmotic potential in both organs. On the other hand, the leaf proline content, although has increased significantly, was not sufficient to promote an effective participation of this amino acid in the osmotic adjustment of physic nuts plants. The same experiment aimed to observe the isolated and combined effects of water stress and high temperature on the photosynthesis and evaluate the oxidative defenses system in physic nuts plants. The photosynthetic apparatus was more sensitive to water stress than heat ones, been that the combination of them caused deleterious effects yet large in this complex. Additionally, the oxidative damages also were more marked in the combined stress. In general, the data shown that physic nuts plants, although present ability to adjust osmotically to salinity and drought, have their photosynthetic apparatus very affected in this stressful conditions. Even as, the defense system against oxidative damages appears has not been efficient in plants exposure at the drought and heat isolated and combined stresses. Keywords: Jatropha curcas. Water stress. Salt stress. Heat. Combined stress.
Tipo do Trabalho:
Tese
Referência:
SILVA, EVANDRO NASCIMENTO DA. ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS INDUZIDAS POR ESTRESSES ABIÓTICOS EM PLANTAS JOVENS DE PINHÃO-MANSO. 2009. 145 f. Tese (Doutorado em 2009) - Universidade Estadual do Ceará, , 2009. Disponível em: Acesso em: 26 de abril de 2024
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