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Título: Metabolismo fotossintético em genótipos de Jatropha curcas L. submetidos à deficiência hídrica
Autor(es): SILVA, L. D.
Orientador: AMARAL, J. F. T.
Palavras-chave: ácidos orgânicos
enzimas antioxidantes
Euphorbiaceae
Data do documento: 12-Dez-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Citação: SILVA, L. D., Metabolismo fotossintético em genótipos de Jatropha curcas L. submetidos à deficiência hídrica
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 (&#948;13C). 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 &#956;mol 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 (&#948;13C). Contudo, o 121 foi o único a diferenciar estatisticamente entre os regimes hídricos, com diminuição dos valores (-34.7) de &#948;13C 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 (&#936;w). No entanto, diferenças significativas foram observadas entre os genótipos, bem como entre os tratamentos de DH para o potencial osmótico (&#936;s). 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. Palavras-chave: ácidos orgânicos, enzimas antioxidantes, Euphorbiaceae, estresse abiótico, trocas gasosas
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7607
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