Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7607
Título: Metabolismo fotossintético em genótipos de Jatropha curcas L. submetidos à deficiência hídrica
Autor(es): Silva, Leandro Dias
Orientador: Amaral, José Francisco Teixeira do
Coorientador: Gomes, Fábio Pinto
Tomaz, Marcelo Antonio
Data do documento: 12-Dez-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Citação: SILVA, Leandro Dias., Metabolismo fotossintético em genótipos de Jatropha curcas L. submetidos à deficiência hídrica. 2016. 101 f. Tese (Doutorado em Produção Vegetal) - Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, Universidade Federal do Espírito Santo, Alegre, 2016.
Resumo: Jatropha curcas L. pertencente à família Euphorbiacae, tem recebido atenção no cenário mundial pela sua aplicabilidade nos setores ambiental e econômico, por meio da utilização em programas de recuperação de áreas degradadas, como cerca-viva e na produção de biocombustível em substituição aos combustíveis fósseis. Parte do interesse pelo cultivo dessa espécie está relacionada ao uso de sua semente que apresenta teor de óleo entre 35 e 40%. Com o objetivo de compreender as alterações no metabolismo fotossintético de genótipos de Jatropha curcas L. submetidos ao déficit hídrico, realizou-se um experimento em casa de vegetação utilizando nove genótipos de distintas regiões do Brasil: CNPAE121 (Bom Jesus-RJ), 124 (Maranhão-MA), 148 (Candeias-BA), 168 (Minas Gerais-MG), 222 (Paraná-PR), 215 (São Francisco do Glória-MG), 226 (Água de Santa Bárbara-SP), 298 (Sidrolândia-MS) e 299 (Rio Grande do Sul-RS), oriundos do Banco de Germoplasma da Embrapa Agroenergia. Sementes desses materiais foram colocadas para germinar em vasos com capacidade para 12 dm³, contendo solo classificado como latossolo amarelo distrófico. Após 20 dias da germinação realizou-se o desbaste, deixando apenas uma planta por vaso. Imediatamente os vasos foram cobertos com papel alumínio para evitar a evaporação e o aquecimento do solo, iniciando assim, o tratamento de deficiência hídrica por um período de 42 dias. Os tratamentos consistiram em dois regimes hídricos medidos em percentagem de capacidade de campo (CC): plantas controle (100% da CC) e deficiência hídrica (50% da CC). O primeiro capítulo aborda os estudos relacionados à amplitude da mudança C3-MAC induzida pela deficiência hídrica (DH) em J. curcas através de avaliações da acidificação durante a noite de tecidos foliar e caulinar, bem como da atividade da fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) e composição isotópica de carbono (δ13C). A área foliar específica (AFE) diferiu significativamente (p<0.05) para os genótipos e entre os tratamentos de DH aos 42 DAT. A atividade da fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) nas folhas plantas sob DH aumentou significativamente em relação às plantas controle, tanto em amostras coletadas às 4 h (167%) quanto às 16 h (187%). O acúmulo de ácidos orgânicos (malato e citrato) diferenciou entre os genótipos e os tratamentos de DH para todas as quantificações. O acúmulo de malato ocorreu entre os regimes hídricos apenas para os genótipos 148, 222, 215 e 298. Entretanto, o acúmulo de citrato somente ocorreu para o genótipo 215, que se diferenciou dos demais, com valores médios entre 59 e 73 μmol H+/g MF para as plantas controle e sob DH, respectivamente. A DH levou a aumento significativo no teor de açúcares solúveis totais (AST) média de 62% quando comparadas às plantas controle. O teor de amido teve aumento nas plantas controle em 78% em média ao comparadas com as plantas sob DH. Houve diferenças significativas (p<0.05) entre os genótipos, bem como entre os tratamentos de DH, na composição isotópica de carbono (δ13C). Contudo, o 121 foi o único a diferenciar estatisticamente entre os regimes hídricos, com diminuição dos valores (-34.7) de δ13C sob DH. O segundo capítulo relata os resultados ao estresse oxidativo induzido por deficiência hídrica. Não foram verificadas diferenças significativas (p<0.05) entre os genótipos e entre os tratamentos de deficiência hídrica (DH) para o potencial hídrico foliar (Ψw). No entanto, diferenças significativas foram observadas entre os genótipos, bem como entre os tratamentos de DH para o potencial osmótico (Ψs). Os genótipos 222 e 215 se destacaram em relação aos vii demais, apresentando uma amplitude de -0.53 (plantas controle) e -0.73 MPa (plantas sob DH), respectivamente. Diferenças significativas foram encontradas para o conteúdo de prolina entre os genótipos e tratamentos de DH. As plantas submetidas à DH apresentaram um aumento de 56% quando comparadas às plantas controle. Aos 42 dias após tratamento (DAT) houve diferença significativa nas trocas gasosas foliares, tanto os genótipos quanto os tratamentos de DH. Nesse momento foram observadas reduções nos valores da taxa fotossintética (PN), condutância estomática (gs), taxa transpiratória (E) e relação Ci/Ca de 62, 112, 78 e 23% respectivamente, em relação às plantas controle. Em relação às eficiências intrínseca (PN/gs) e instantânea (PN/E) do uso da água, verificou-se que os genótipos apresentaram diferenças significativas (p<0.05), bem como entre os regimes hídricos não houve diferença significativa (p<0.05) entre os tratamentos de DH para o teor de clorofila a (Chl a), com exceção do genótipo 121, onde as plantas de DH apresentaram um aumento (24%) em relação as plantas controle. As enzimas antioxidantes dismutase do superóxido (SOD), peroxidase do guaiacol (GPX) e catalase (CAT) apresentaram diferenças significativas (p<0.05) para os genótipos e tratamentos de DH. Aumento da SOD foi de 35%, da GPX de 44% e da CAT de 35%, quando comparadas as plantas sob DH em relação às plantas controle.). Em geral, os genótipos apresentaram um eficiente mecanismo de defesa contra o estresse oxidativo induzido pela seca. Tal estratégia, observado em todos os genótipos, é sugerido para ser um componente importante de tolerância à seca em J. curcas. Embora J. curcas seja considerada uma planta que tolera a seca, ela é capaz de aumentar a eficiência do uso da água mudando de C3 para metabolismo MAC sob baixa disponibilidade de água. Níveis primários dessa alteração foram encontrados nesta pesquisa, o que sugere ser esse um potencial mecanismo de tolerância a ser investigado futuramente.
Jatropha curcas L. belonging to Euphorbiacae family, has received attention on the world stage for its applicability in environmental and economic sectors through the use of recovery programs of degraded areas such as hedge and biofuel production as an alternative to fossil fuels. Part of the interest in the cultivation of this species is related to the use of his seed for oil content of between 35 and 40%. In order to check the photosynthetic metabolism of Jatropha curcas L. genotypes subjected to drought, there was an experiment in a greenhouse using nine genotypes from different regions of Brazil: 121 (Bom Jesus-RJ), 124 (MaranhãoMA), 148 (Candeias-BA), 168 (Minas-Gerais Gerais), 222 (Paraná-PR), 215 (São Francisco do Glória-MG), 226 (Água de Santa Bárbara-SP), 298 (Sidrolândia-MS) and 299 (Rio Grande do Sul-RS). J. curcas seeds belonging to the Germplasm Bank of Embrapa - Agroenergy, were germinated in pots with a capacity of 12 dm³ containing soil classified as yellow latosol dystrophic. After 20 days of germination was carried out thinning, leaving only one plant per pot. Immediately the vessels were covered with aluminum foil to prevent evaporation and heating of the soil, thus beginning the treatment water stress being maintained for a period of 42 days. The treatments consisted of two water systems measured in percentage of field capacity (FC): control plants (100% FC) and moderate drought stress (50% FC). The first chapter covers the range of C3-MAC-induced change in J. curcas through assessments acidification overnight leaf and stem tissues. Specific leaf area (SLA) differed significantly (p<0.05) for the genotypes and between WS treatments at 42 DAT. There was a significant difference (p<0.05) between genotypes and between water regimes. The activity of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) in plants under certain WS sheets to 4 h increased by 167 and 187% at 16 h, respectively, compared to control plants. The accumulation of organic acids (citrate and malate) differed between genotypes and WS treatments for all measurements. It appears that there was an increase in average of 176% for the control plant and 270% for plants subjected to WS compared citrate to malate. For the soluble sugars total (TSS) in WS plants showed an increase on average 62% compared to control plants. As for the starch content was increased in the control plants by 78% on average compared to plants under WS. There were significant differences (p<0.05) between genotypes and between the WS treatments, the carbon isotope discrimination. In general, the genotypes showed an effective defense mechanism against oxidative stress induced by drought. Regarding the leaf water potential (Ψw) no significant differences were observed (p<0.05) between genotypes and between water stress treatments (WS). It can be observed significant differences between genotypes and between the WS treatments for osmotic potential (Ψs). Genotypes 222 and 215 stood out in relation to the other, thus presenting a range of -0.53 and -0.73 MPa, respectively. Significant differences were found for proline content between genotypes and WS treatments. Plants submitted to WS increased by 56% when compared to control plants. At 42 days after treatment (DAT) was no significant difference in leaf gas exchange, both genotypes as the WS treatments. At 42 DAT were observed reductions in the values of photosynthetic rate (PN), stomatal conductance (gs), transpiration rate (E) and ratio Ci/Ca of 62, 112, 78 and 23% respectively, compared to control plants. In relation to the efficiency of use of the intrinsic water (PN/gs) and instantaneous (PN/E) found that genotypes showed significant differences (p<0.05), and between water regimes. There was no significant difference (p<0.05) between ix the WS treatments for the content of chlorophyll a (Chl a), with the exception of genotype 121, where the WS plants showed an increase (24%) than the control plants. The antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), guaiacol peroxidase (GPX) and catalase (CAT) showed significant differences (p<0.05) for the genotypes and WS treatments, as well as among the collection times (4 and16 h) and stem segments (base and apex). This strategy, observed in all genotypes, is suggested to be an important component of drought tolerance in J. curcas. Although J. curcas be considered a plant that tolerates drought, it is able to increase the efficiency of use of changing water C3 for MAC metabolism under low water availability. In the second chapter we analyzed the variables related to oxidative stress.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7607
Aparece nas coleções:PPGPV - Teses de doutorado

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
tese_8385_Leandro Dias.pdf2.69 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.