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Universidade Federal do Ceara (2012)

Mamona e pinhÃo-manso apresentam mecanismos contrastantes na eficiÃncia fotossintÃtica em condiÃÃes de estresses abiÃticos

Milton Costa Lima Neto

Titre : Mamona e pinhÃo-manso apresentam mecanismos contrastantes na eficiÃncia fotossintÃtica em condiÃÃes de estresses abiÃticos

Auteur : Milton Costa Lima Neto

Université de soutenance : Universidade Federal do Ceara

Grade : Doctoral Thesis 2012

Résumé
Plantas de pinhÃo-manso (Jatropha curcas) e de mamona (Ricinus communis) tÃm sido exploradas agronomicamente para fins de produÃÃo de biocombustÃveis, principalmente em regiÃes secas e quentes do semiÃrido do nordeste brasileiro. Estas espÃcies sÃo nativas de regiÃes tropicais e evoluÃram em resposta Ãs condiÃÃes abiÃticas adversas como alta temperatura e luz, seca e salinidade. Neste trabalho, partimos da principal hipÃtese de que plantas jovens de Jatropha curcas e de Ricinus communis possuem respostas anÃlogas de aclimataÃÃo da fotossÃntese e nos mecanismos de fotoproteÃÃo em resposta Ãs condiÃÃes de estresses abiÃticos. Para isso, os principais objetivos deste trabalho foram conhecer, analisar, descrever e discutir as principais respostas da fotossÃntese e os principais mecanismos de fotoproteÃÃo, como a dissipaÃÃo de excesso de energia na forma de calor, fotorrespiraÃÃo, drenos alternativos de elÃtrons e o metabolismo antioxidativo em plantas jovens de pinhÃomanso e mamona submetidas à condiÃÃes de estresses abiÃticos. Este trabalho foi divido em quatro capÃtulos. O capitulo I trata de uma revisÃo de literatura e estado da arte dos principais tÃpicos abordados ao longo do estudo. O capÃtulo II, na forma de artigo, teve como objetivo principal conhecer e discutir as principais respostas das trocas gasosas e fotoquÃmica dessas duas espÃcies em resposta a variaÃÃes nas condiÃÃes ambientais como o aumento de luz, concentraÃÃo interna de CO2, dÃficit de pressÃo de vapor (DPV), temperatura foliar e ao longo de um dia tÃpico em condiÃÃes de uma regiÃo semiÃrida. Foi claramente demonstrado nesse estudo que plantas de R. communis, quando bem hidratadas, possuem uma maior eficiÃncia fotossintÃtica, dada principalmente pela sua alta taxa de transpiraÃÃo e condutÃncia estomÃtica em comparaÃÃo a plantas jovens de J. curcas. No entanto, em condiÃÃo de seca, seja por suspenÃÃo de rega ou alto dÃficit de pressÃo de vapor, plantas jovens de J. curcas se mostraram mais eficientes na assimilaÃÃo de CO2 quando comparadas com R. communis. Os dados demonstraram ainda que as duas espÃcies estudadas possuem diferentes respostas aclimatativas da fotossÃntese sob condiÃÃes estressantes ou Ãtimas durante a fase inicial de crescimento. O capÃtulo III teve como objetivo demonstrar as diferenÃas nas principais respostas aclimatativas dessas duas espÃcies em condiÃÃo de seca e sua relaÃÃo com a tolerÃncia a esse estresse entre as duas espÃcies estudadas. Foi demonstrado que ambas as espÃcies apresentaram limitaÃÃes estomÃticas e metabÃlicas da fotossÃntese em condiÃÃo de seca, e que essas duas espÃcies apresentam diferentes respostas em termos de dissipaÃÃo de excesso de energia e drenos alternativos de elÃtrons para aliviar a produÃÃo de espÃcies reativas do oxigÃnio no cloroplasto, prevenindo a foto-oxidaÃÃo. As plantas de mamona sÃo mais sensÃveis à seca do que plantas jovens de pinhÃo manso. AlÃm disso, o quenching nÃo fotoquÃmico (NPQ) à um importante mecanismo para a tolerÃncia à seca de J. curcas enquanto que R. communis por nÃo possuir um NPQ tÃo eficiente necessita investir em outros drenos alternativos de elÃtrons para dissipar o excesso de energia. No quarto e Ãltimo capÃtulo, foram avaliadas as respostas aclimatativas da fotossÃntese de plantas jovens de pinhÃo manso e de mamona submetidas ao estresse salino. O tratamento salino imposto aumentou o dano de membrana apenas em folhas de pinhÃo-manso. O conteÃdo de osmÃlitos orgÃnicos compatÃveis aumentou em ambas as espÃcies expostas à salinidade. Plantas de mamona apresentaram, principalmente, restriÃÃes estomÃticas da fotossÃntese, devido à reduÃÃo na pressÃo parcial interna de CO2 (Ci) e por nÃo apresentar reduÃÃo na atividade de Rubisco. No entanto, plantas de pinhÃo-manso expostas à salinidade apresentaram restriÃÃes estomÃticas e metabÃlicas na fotossÃntese, demonstrado pelo aumento do Ci e restriÃÃo na atividade de Rubisco. Plantas de mamona expostas à salinidade apresentaram maior assimilaÃÃo de nitrato e maior fotorrespiraÃÃo, comparada com plantas de pinhÃo-manso sob condiÃÃo de estresse salino. No entanto, o pinhÃo-manso apresentou maior dissipaÃÃo e excesso de energia na forma de calor (NPQ). Como conclusÃo, nossos dados sugerem que as duas espÃcies estudadas empregam diferentes mecanismos para dissipar o excesso de energia na cadeia transportadora de elÃtrons (CTE) do cloroplasto, prevenindo a fotoinibiÃÃo e danos foto-oxidativos.

Mots clés  : fotoproteÃÃo, fotoquÃmica, Jatropha curcas, Ricinus communis, salinidade, seca , trocas gasosas — drought, gas exchange, Jatropha curcas, photochemistry, photoprotection, Ricinus communis, salinity, Mamona

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Page publiée le 1er décembre 2015, mise à jour le 6 juillet 2017