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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZNIA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
Programa de Ps-graduao em Botnica
EVA MARIA ALVES CAVALCANTI ATROCH
Manaus Amazonas
Junho, 2008
EFEITOS DA DISPONIBILIDADE HDRICA E DIFERENTES CONDIES DE
IRRADINCIA SOBRE O CRESCIMENTO, AS CARACTERSTICAS
FOTOSSINTTICAS E SNTESE DE LEOS VOLTEIS EM PLANTAS JOVENS
DE ESPCIES DA FAMLIA LAURACEAE.
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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZNIA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
Programa de Ps-graduao em Botnica
EVA MARIA ALVES CAVALCANTI ATROCH
Orientador: Dr. JOS FRANCISCO DE CARVALHO GONALVES
Tese apresentada ao Programa Integrado de
Ps-Graduao em Biologia Tropical e
Recursos Naturais do convnio INPA/UFAM
como parte dos requisitos para obteno do
ttulo de Doutor em Cincias Biolgicas na
rea de concentrao em Botnica.
Manaus Amazonas
Junho, 2008
EFEITOS DA DISPONIBILIDADE HDRICA E DIFERENTES CONDIES DE
IRRADINCIA SOBRE O CRESCIMENTO, AS CARACTERSTICAS
FOTOSSINTTICAS E SNTESE DE LEOS VOLTEIS EM PLANTAS JOVENS
DE ESPCIES DA FAMLIA LAURACEAE.
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Atroch, Eva Maria Alves Cavalcanti Efeitos da disponibilidade
hdrica e diferentes condies de irradincia sobre o
crescimento, as caractersticas fotossintticas e sntese de leos
volteis em
plantas jovens de espcies da famlia Lauraceae/ Eva Maria Alves
Cavalcanti
Atroch Manaus: UFAM/INPA,
2008.
xii p. Tese de Doutorado rea de concentrao Botnica. 1. Estresse
hdrico 2. Trocas gasosas 3. Produo vegetal 4. Aniba
CDD XX ed. XXX.XXX
Sinopse:
As caractersticas fisiolgicas e o contedo dos leos volteis em
folha,
caule e raiz foram investigados em plantas jovens de pau-rosa
(Aniba
rosaeodora Ducke) e casca-preciosa (Aniba canelilla (Kunth)
Mez)
submetidas a diferentes condies de disponibilidade hdrica e
de
irradincia, visando verificar as relaes de causa e de efeito
entre estes
fatores abiticos e o crescimento, a snteses de componentes
do
metabolismo primrio e secundrio nestas espcies da familia
Lauraceae.
Palavras-chave: biomassa, carboidratos, pigmentos
cloroplastdicos, potencial hdrico, trocas gasosas.
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Aos meus pais, Maria Alves Cavalcanti e Otvio Correia Cavalcanti
(in memorian)
Aos meus filhos, Tiago e Daniel
Aos meus irmos, Clia e Neto
Ao Andr Atroch
OFEREO
A Deus
DEDICO
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v
AGRADECIMENTOS
A Deus, por estar todos os dias ao meu lado;
Ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amaznia INPA, por meio do
Programa de Ps-
Graduao em Botnica, pela oportunidade de realizar o curso;
A Universidade Federal do Amazonas UFAM pela liberao para
realizao do curso;
Ao Dr. Jos Francisco de Carvalho Gonalves, pela orientao e pela
contribuio para a
minha carreira profissional;
Ao Dr. Jamal Chaar, pela orientao e bom humor de sempre;
Ao Dr. Adrian Pohlit, pelas orientaes e apoio logstico na extrao
dos leos;
Ao Dr. Eduardo Ossamo Nagao, pela amizade, incentivo e
compreenso;
Ao Dr. Jos das Neves Falco, pelo apoio e compreenso;
Ao Dr. Jos Ferreira, pelo apoio logstico e amizade;
Ao Dr. Daniel Gentil, pelo apoio logstico e pela
cordialidade;
A todos os colaboradores do Laboratrio de Princpios Ativos da
Amaznia (CPPN-INPA),
pelo acolhimento;
A maravilhosa amiga Geisianne Pimenta Cavalcante por toda
dedicao, carinho e incansvel
presena na realizao de todo o trabalho;
Ao Andr Luiz Atroch, pelo apoio incondicional, por todo carinho
e amizade, e pela
contribuio terica nas anlises estatsticas;
A minha grande amiga Zilvanda, por todo apoio, incentivo e
carinho desde sempre;
A querida amiga Snia Arajo, por todo o apoio durante a realizao
deste trabalho;
A Renatinha, menina doce, pela presena serena e carinhosa que
sempre me confortou;
A querida Ressiliane, pela disponibilidade e carinho com que
sempre contribuiu
nas avaliaes anatmicas;
Aos queridos amigos e colegas da Botnica, Madalena, Rogrio e
Robson, pela amizade
carinhosa que me dedicam;
As queridas amigas Neide e Gisele, secretrias da Botnica, por
suas oraes que tanto
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vi
conforto me deram;
Aos queridos amigos da UFAM, Rozana, Themis, Tereza Cristina,
Astrid, Fred, Aldi e
Doriane, pela torcida e carinho;
A todos os amigos do UNINORTE pela torcida;
Ao querido Valdemir, colega do Laboratrio de Cultura de Tecidos
de Plantas da UFAM,
pelo apoio durante as minhas ausncias do laboratrio;
Aos colegas Ulysses e Carlos, pela contribuio no desenvolvimento
dos experimentos;
A toda a equipe do Laboratrio de Fisiologia e Bioqumica Vegetal
do INPA pelos momentos
de alegria, durante os dias que convivemos;
A toda a equipe do Laboratrio de Cultura de Tecidos de Plantas
da UFAM pelos momentos
de alegria, pela amizade, apoio, colaborao e compreenso;
Aos colaboradores de campo Nascimento, Claudomiro e Nei (UFAM),
pelo esforo no
preparo e cuidado com as mudas;
Aos colaboradores Wilson (Laboratrio de microscopia eletrnica) e
Jorge (Laboratrio de
anatomia da madeira), pela dedicao e amizade;
Aos parabotnicos Edmilson e Cunha, pela colaborao na coleta de
plantas.
Meus sinceros agradecimentos.
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vii
RESUMO
A diversidade vegetal amaznica uma fonte potencial de recursos
biolgicos, com inmeras
possibilidades de aplicao. Neste contexto, destacam-se espcies
da famlia Lauraceae que
possuem elevado valor econmico, dentre as quais, espcies
aromticas como Aniba
rosaeodora Ducke (pau-rosa) e Aniba canelilla (Kunth) Mez.
(casca-preciosa). O valor
econmico de A. rosaeodora resultou na explorao no planejada da
espcie, levando-a ao
risco de extino. A despeito da importncia econmica de plantas
aromticas, ainda existe
pouco conhecimento quanto fisiologia e as caractersticas
bioqumicas dessas espcies.
Assim, o objetivo desse trabalho foi investigar as variaes nas
caractersticas fisiolgicas e
nas concentraes de leos volteis em folha, caule e raiz de
plantas jovens de Aniba
rosaeodora e Aniba canelilla quando submetidas, separadamente, a
diferentes condies de
disponibilidade hdrica e de irradincia. Para tanto, foram
realizados dois experimentos:
Experimento I - Efeito de diferentes condies de disponibilidade
hdrica sobre o
crescimento, biossntese de leos volteis e o acmulo de biomassa,
em diferentes segmentos
de plantas jovens de Aniba canelilla (Kunth) Mez e de Aniba
rosaeodora Ducke; e o
Experimento II - Efeito de nveis contrastantes de luz sobre as
trocas gasosas, eficincia
fotoqumica do fotossistema II e biossntese de leos volteis em
diferentes segmentos de
plantas jovens de Aniba canelilla (Kunth) Mez e Aniba rosaeodora
Ducke. No experimento
I, as plantas foram cultivadas em casa de vegetao e submetidas a
quatro regimes de rega
(n=10): T0 = controle, com irrigao homognea diria; e T8, T16 e
T24 = suspenso de rega
por 8, 16 e 24 dias, respectivamente. As plantas foram
acompanhadas periodicamente por 35
dias de forma que, ao registrar-se fotossntese igual a zero, por
volta de 24 dias de suspenso
de rega, as plantas foram reidratadas e avaliadas apenas as
caractersticas referentes s trocas
gasosas. Ao longo do experimento, apenas no tratamento controle
e no de maior estresse
hdrico (T24), foram determinadas as trocas gasosas sob
diferentes densidades de fluxos de
ftons (PPFD), com o auxlio de um analisador de gs por
infravermelho porttil (IRGA) de
sistema aberto. Fotossntese mxima (Amx), respirao no escuro
(Rd), irradincia de
compensao (Ic), irradincia de saturao (Is) e rendimento quntico
aparente (a) foram
obtidos a partir de curvas de luz (PPFD: 0 a 2000 mol m-2 s-1)
para cada espcie, ajustadas
segundo o modelo exponencial. Para o monitoramento do efeito do
estresse, a fotossntese
lquida (A), respirao no escuro (Rd), condutncia estomtica (gs),
transpirao (E) e dficit
de presso de vapor foliar (VPDL) foram determinados a cada
semana, de modo pontual,
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viii
ajustando-se a luminosidade do equipamento para 0 e 1000 mol m-2
s-1. Do mesmo modo,
em T0 e T24, tambm foram analisadas as caractersticas de
crescimento (altura, dimetro,
nmero de folhas, biomassa foliar, caulinar e radicular, e
biomassa total da planta, rea foliar
especfica e razo de massa foliar), e os teores de pigmentos
cloroplastdicos (cla, clb, clt,
cx+c), carboidratos (C), leos volteis ao final do experimento. O
potencial hdrico das plantas
(w) foi avaliado na antemanh e ao meio-dia, enquanto as amostras
para a determinao do
contedo relativo de gua (CRA) foram coletadas entre 11:00 e
13:00 h ao longo do
experimento em todos os tratamentos at os 24 dias, porque a
partir deste nvel de estresse as
condies das folhas limitaram algumas avaliaes. No experimento
II, as plantas foram
submetidas a duas condies contrastantes de luz: TS =
sombreamento de 70% (intervalo de
500 a 700 mol m-2 s-1) em viveiro, e TL = pleno sol, com as
plantas recebendo de 1300 a
1800 mol ftons m-2 s-1, sendo acompanhadas durante um perodo de
trs semanas com o
propsito de investigar as respostas fotossintticas transferncia
imediata de ambiente com
baixa intensidade de irradincia para ambiente aberto de
irradincia elevada. Para tal,
variveis relativas s caractersticas fotossintticas (A, Rd), s
trocas gasosas (gs, Ci, E, ) e
suas relaes (EUA, EIUA), bem como eficincia fotoqumica do
fotossistema II (Fv/Fm)
foram verificadas na antemanh e ao meio-dia, em trs pocas no
decorrer do experimento
(incio, meio e fim). A produo de leos volteis em toda a planta
foi obtida ao final do
experimento. Para o monitoramento do efeito do estresse, A, Rd,
gs, E foram determinados
diariamente a cada semana, de modo pontual, ajustando-se a
luminosidade do equipamento
para 0 e 1000 mol m-2 s-1. Em geral, os efeitos do estresse
sobre o potencial hdrico e o
contedo relativo de gua foram observados a partir de 16 dias de
suspenso da rega (p0,05)
e promoveram decrscimo nos teores de clorofila a, bem como o
aumento nos teores de
carboidratos (p0,05). A maior eficincia no uso da gua em Aniba
canelilla, torna esta
espcie, relativamente, mais apta a tolerar ambientes com baixa
disponibilidade hdrica. As
espcies apresentaram maior teor de acar na raiz, sendo os teores
de leo maiores nas
folhas. A baixa disponibilidade hdrica no alterou a produo e o
particionamento de leo
nas duas espcies, mas ocorreu uma reduo drstica de biomassa
foliar, e uma maior
alocao para o crescimento das razes. Os danos irreversveis nas
folhas no impediram a
recuperao das plantas e a retomada do crescimento ao fim de duas
semanas de reidratao,
quando comearam a surgir lanamentos foliares. As espcies
exibiram semelhanas quanto
plasticidade do sistema fotossinttico mudana de ambiente
lumnico, indicando boa
capacidade de aclimatao, contudo A. rosaeodora se mostrou mais
adaptada a ambientes de
-
ix
elevada irradincia uma vez que manteve maior estabilidade das
trocas gasosas e na produo
de leos volteis. Enquanto que A. canelilla apresentou uma reduo
na produo de leos
sob elevada irradincia, embora o padro de particionamento se
mantenha inalterado.
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x
ABSTRACT
The Amazon diversity of plants is a potential source of
biological resources, with numerous
possibilities for application. In this context, the family
Lauraceae species that have high
economic value, among them, aromatic species as Aniba rosaeodora
Ducke (rosewood) and
Aniba canelilla (Kunth) Mez. (casca-preciosa). The economic
value of A. rosaeodora not
resulted in the planned holding of the species, leading it to
the risk of extinction. Despite the
economic importance of tree, there is still little knowledge
about the physiology and
biochemical characteristics of these species. The objective of
this work was to investigate
changes in physiological characteristics and in concentrations
of volatile oils in the leaves,
stem and root of young plants, Aniba rosaeodora and Aniba
canelilla when submitted
separately in the different conditions of water availability and
irradiance. For both, were
conducted two experiments: Experiment I - "Effect of different
conditions of water
availability on growth, biosynthesis of volatile oils and
accumulation of biomass in different
segments of young plants, Aniba canelilla (Kunth) Mez and Aniba
rosaeodora Ducke ", and
Experiment II -" Effect of contrasting levels of light on gas
exchange, photochemical
efficiency of photosystem II and biosynthesis of volatile oils
in different segments of young
plants, Aniba canelilla (Kunth) Mez and Aniba rosaeodora Ducke.
" In the experiment I, the
plants were grown in a greenhouse and subjected to four
irrigation schemes (n = 10): T0 =
control, irrigation with homogeneous daily, and T8, T16 and T24
= suspension of irrigation for
8, 16 and 24 days, respectively. The plants were periodically
monitored for 35 days so that by
registering on photosynthesis zero, around 24 days of suspension
of irrigation, and rewatered
plants were evaluated for only the gas exchange. Throughout the
experiment, only in the
control and in that water stress (T24), were determined gas
exchange under different densities
of flow of photons (PPFD), with the aid of a gas analyzer for
portable infrared (IRGA), open
system. Photosynthesis maximum (Amx), respiration in the dark
(Rd), irradiance of
compensation (Ic), irradiance of saturation (Is) and apparent
quantum yield (a) were obtained
from curves of light (PPFD: 0 to 2000 mol m- 2 s-1) for each
species, adjusted according to
the exponential model. For the monitoring of the effect of
stress, the net photosynthesis (A),
respiration in the dark (Rd), stomatal conductance (gs),
transpiration (E) and deficit of vapour
pressure leaf (VPDL) were determined to each week, so punctual,
adjusting to the brightness
of the equipment to 0 and 1000 mol m-2 s-1. Similarly, in T0 and
T24, were also analysed the
characteristics of growth (height, diameter, number of leaves,
leaf biomass, stem and root, and
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xi
total biomass of the plant, leaf area and specific reason of
mass leaf), and levels of pigments
cloroplastidics (chla, chlb, chlt, carotenoids), carbohydrates
(C), volatile oils the end of the
experiment. The water potential of plants (w) was evaluated in
predawn and at midday, while
the samples for determining the relative water content (RWC)
were collected between 11:00
and 13:00 pm during the experiment in all treatments until the
24 days, because from this
level of stress conditions of the leaves some limited
assessments. In the experiment II, the
plants were subjected to two contrasting light conditions: TS =
shading of 70% (range of 500
to 700 mol m-2 s-1), and TL = full sun, with the plants of
receiving 1300 to 1800 mol m-2 s-1,
and followed up for three weeks with the aim of investigating
the response of photosynthesis
to transfer immediate environment with low intensity of
irradiance open environment for high
irradiance. To this end, variables concerning the
characteristics photosynthesis (A, Rd), the
gas exchange (gs, Ci, E,) and its relations (WUE, IWUE) and the
photochemical efficiency of
photosystem II (Fv/Fm) were found in predawn and at noon, in
three seasons during the trial
(beginning, middle and end). The production of volatile oils
throughout the plant was
obtained at the end of the experiment. For the monitoring of the
effect of stress, A, Rd, gs, and
were determined daily to each week, so punctual, adjusting to
the brightness of the equipment
to 0 and 1000 mol m-2 s-1. In general, the effects of stress on
the water potential and relative
water content were observed from 16 days of suspension of
irrigation (p 0.05) and promoted
decrease in the levels of chlorophyll, as well in levels of
carbohydrates (p 0.05). The greater
efficiency in the increase use of water in Aniba canelilla,
makes this specie, relatively, better
able to tolerate environments with low water availability. The
species had higher sugar
content in the root, and the levels of oil higher in the leaves.
The low water availability did
not alter the production of oil and partitioning in the two
species, but there was a drastic
reduction of leaf biomass, and greater allocation to the growth
of roots. The irreversible
damage on the leaves, did not prevent the recovery of plants and
the resumption of growth
after two weeks of rehydration, when they began to emerge
releases leaf. The species showed
similarities between the plasticity of photosynthetic system to
change the environment
luminic, indicating good capacity for acclimatization, however
A. rosaeodora was more
suited to high-irradiance since remained more stable gas
exchange and the production of
volatile oils. While A. canelilla showed a reduction in the
production of oil under high
irradiance, although the pattern of partitioning remains
unchanged.
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xii
LISTA DE TABELAS
CAPTULO II
Tabela 1: Fotossntese lquida (A) em plantas jovens de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora
submetidas a dois tratamentos de luz acompanhadas durante trs
semanas (TS Tratamento de
sombra, com PPFD = 500 a 700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz,
com PPFD = 1300 a 1800
mol m-2 s-1) 61
Tabela 2: Respirao no escuro (Rd), ao longo de trs semanas, em
plantas jovens de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois tratamentos de
luz (TS: Tratamento de sombra,
com PPFD = 500 a 700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com
PPFD = 1300 a 1800 mol m-2
s-1). 62
Tabela 3: Condutncias estomtica (gs) em plantas jovens de Aniba
canelilla e Aniba
rosaeodora submetidas a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento
de sombra, com PPFD = 500 a
700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800
mol m-2 s-1) durante trs
semanas 63
Tabela 4: Transpirao (E) em plantas jovens de Aniba canelilla e
Aniba rosaeodora submetidas
a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento de sombra, com PPFD =
500 a 700 mol m-2 s-1; TL:
Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800 mol m-2 s-1) durante
trs semanas. 65
Tabela 5: Eficincia no uso da gua (EUA) em plantas jovens de
Aniba canelilla e Aniba
rosaeodora submetidas a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento
de sombra, com PPFD = 500 a
700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800
mol m-2 s-1) durante trs
semanas 66
Tabela 5: Eficincia no uso da gua (EUA) em plantas jovens de
Aniba canelilla e Aniba
rosaeodora submetidas a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento
de sombra, com PPFD = 500 a
700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800
mol m-2 s-1) durante trs
semanas 67
Tabela 7: Eficincia fotoqumica do fotossistema II (Fv/Fm) na
antemanh e ao meio-dia em
plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas
a dois tratamentos de luz (TS:
Tratamento de sombra, com PPFD = 500 a 700 mol m-2 s-1; TL:
Tratamento de luz, com PPFD =
1300 a 1800 mol m-2 s-1) durante trs semanas 69
Tabela 8: Rendimento de leo voltil em plantas jovens de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora
submetidas a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento de sombra,
com PPFD = 500 a 700 mol
m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800 mol m-2
s-1) durante trs semanas 70
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xiii
CAPITULO III
Tabela 1: Potencial hdrico (w) de plantas jovens de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora
submetidas a quatro tratamentos de rega (T0: Controle; T1:
suspenso de rega por oito dias; T16:
suspenso de rega por dezesseis dias; T24: suspenso de rega por
24 dias) monitorados ao longo
de cinco semanas, mdias dirias 97
Tabela 2: Respirao no escuro (Rd), fotossntese mxima (Amx) e
rendimento quntico aparente
(a) de plantas do tratamento-controle de casca-preciosa (Aniba
canelilla) e pau-rosa (Aniba
rosaeodora), obtidos por meio da aplicao dos dados de
fotossntese lquida equao
exponencial. n = 4 98
Tabela 3: Fotossntese mxima (Amx), respirao no escuro (Rd),
rendimento quntico aparente
(a), irradincia de compensao (Ic), irradincia de saturao (Is),
condutncia estomtica (gs),
transpirao (E), eficincia no uso da gua (EUA) e eficincia
intrnseca no uso da gua (EIUA)
durante a mensurao das curvas de resposta intensidade luminosa
em plantas do tratamento-
controle de casca-preciosa (Aniba canelilla) e pau-rosa (Aniba
rosaeodora). n = 4 99
Tabela 4: Respirao no escuro (Rd) obtidas em PPFD de 0 mol m-2
s-1, em plantas de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos (I =
Tratamento irrigado; NI:
Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas durante
sete semanas 100
Tabela 5: Fotossntese lquida (A) obtidas em PPFD de 1000 mol m-2
s-1, em plantas de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos (I =
Tratamento irrigado; NI:
Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas durante
sete semanas 102
Tabela 6: Condutncia estomtica (gs) obtidas em PPFD de 1000 mol
m-2 s-1, em plantas de
Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos
(I = Tratamento irrigado; NI:
Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas durante
sete semanas 104
Tabela 7: Transpirao (E) obtidas em PPFD de 1000 mol m-2 s-1, em
plantas de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos (I =
Tratamento irrigado; NI:
Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas durante
sete semanas 106
Tabela 8: Carbono interno (Ci) obtidas em PPFD de 1000 mol m-2
s-1, em plantas de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos (I =
Tratamento irrigado; NI:
Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas durante
sete semanas 108
Tabela 9: Eficincia no uso da gua (EUA) obtidas em PPDF de 1000
mol m-2 s-1, em plantas
de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs
tratamentos (I = Tratamento irrigado;
NI: Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas
durante sete semanas. 109
Tabela 10: Eficincia intrnseca no uso da gua (EIUA) obtidas em
PPDF de 1000 mol m-2 s-1,
em plantas de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a
trs tratamentos (I = Tratamento
irrigado; NI: Tratamento no-irrigado; R = Reidratado),
acompanhadas durante sete semanas. 111
-
xiv
Tabela 11: Crescimento da altura do caule e do dimetro, em cm, e
em ganho foliar em plantas
jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois
tratamentos (irrigado e no-
irrigado), na poca inicial. 112
Tabela 12: Crescimento da altura do caule e do dimetro, em cm, e
em ganho foliar em plantas
jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois
tratamentos (irrigado e no-
irrigado), na poca final. 113
Tabela 13: Crescimento, em gramas, da biomassa da folha, caule e
raiz em plantas jovens de
Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois tratamentos
(irrigado e no-irrigado). 114
Tabela 14: Razo raiz/parte area (RPA), razo de peso foliar
(RPF), matria seca total da planta
(MSP) e rea foliar especfica (AFE) em plantas jovens de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora
submetidas a dois tratamentos (irrigado e no-irrigado). 115
-
xv
SUMRIO
INTRODUO 19
HIPTESES 21
OBJETIVOS 22
Geral 22
Especficos 22
MATERIAL E MTODOS 23
Condies experimentais 23
Determinao do potencial hdrico 23
Contedo relativo de gua 23
Determinao dos teores de pigmentos cloroplastidicos 24
Determinao dos teores de carboidratos 25
Determinao do rendimento dos leos volteis 25
Determinao das taxas de assimilao lquida e de trocas gasosas
26
Anlise de crescimento 27
Delineamentos experimentais e anlises estatsticas 27
1. CAPTULO I: Dficit hdrico e caractersticas bioqumicas de
plantas
jovens de Aniba rosaeodora Ducke e Aniba canelilla (Kunth)
Mez
(Lauraceae) 28
Resumo 28
1.1. INTRODUO 29
1.2. MATERIAL E MTODOS 32
1.2.1. Condies experimentais 32
1.2.2. Determinao do potencial hdrico 33
1.2.3. Contedo relativo de gua 33
1.2.4. Determinao dos teores de carboidratos 33
1.2.5. Determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos 34
1.2.6. Determinao do rendimento de leos volteis 35
1.3. RESULTADOS 36
1.4. DISCUSSO 41
1.5. CONCLUSO 44
1.6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 45
-
xvi
ANEXOS 1 50
2. CAPTULO II: Resposta fotossinttica transferncia imediata
de
ambiente lumnico em plantas jovens de Aniba rosaeodora Ducke e
Aniba
canelilla (Kunth) Mez (Lauraceae) 56
Resumo 56
2.1. INTRODUO 57
2.2. MATERIAL E MTODOS 59
2.2.1. Condies experimentais 59
2.2.2. Determinao das taxas de assimilao lquida e de trocas
gasosas 59
2.2.3. Eficincia fotoqumica do fotossistema II 60
2.2.4. Determinao do rendimento de leos volteis 60
2.3. RESULTADOS 62
2.4. DISCUSSO 73
2.5. CONCLUSO 77
2.6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 78
ANEXOS 2 82
3. CAPTULO III: Crescimento, trocas gasosas e potencial de gua
na folha
em Aniba rosaeodora Ducke e Aniba canelilla (Kunth) Mez
submetidas
diferentes condies de disponibilidade hdrica. 91
Resumo 91
3.1. INTRODUO 92
3.2. MATERIAL E MTODOS 95
3.2.1. Local de estudo e condies de instalao do experimento
95
3.2.2. Determinao do potencial hdrico foliar 96
3.2.3. Determinao das taxas de assimilao lquida e de trocas
gasosas 96
3.2.4. Anlise de crescimento 97
3.3. RESULTADOS 98
3.4. DISCUSSO 119
3.5. CONCLUSO 124
3.6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 125
ANEXOS 3 131
CONCLUSO GERAL 138
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS GERAIS 139
-
INTRODUO
As bases tericas do conhecimento sobre espcies aromticas da
famlia Lauraceae
vm avanando, sobretudo, por meio de pesquisas com Aniba
rosaeodora (pau-rosa), por duas
principais razes, que so concernentes ao interesse econmico pelo
leo voltil e
necessidade de mitigar os prejuzos causados pela explorao
predatria desta espcie. Nesse
sentido, tcnicas silviculturais tm sido desenvolvidas que, entre
outros aspectos, otimizam o
manejo de plantas adultas e as condies de cultivo de plantas
jovens, visando proteger os
poucos indivduos remanescentes das populaes naturais (Vieira et
al., 2000; Rosa et al.,
2001; Sampaio et al., 2003; Gonalves et al., 2003; Barbosa et
al., 2005; Gonalves et al.,
2005).
A importncia destas espcies gera elevada demanda por informaes
em vrias reas
do conhecimento, especialmente na silvicultura, fisiologia e
fitoqumica, que podem
contribuir com a preservao e uma explorao racional de seus
produtos. Sabe-se que
algumas iniciativas em diferentes reas tm sido implementadas,
como por exemplo, estudos
sobre propagao e crescimento (Barbosa et al., 2000; Sampaio et
al., 2003; Barbosa et al.,
2005); regenerao natural e silvicultura (Vieira et al., 2000;
Rosa et al., 2001; Sampaio et al.,
2003); fenologia, no que tange aos aspectos reprodutivos da
espcie (Spironello et al., 2001;
Spironello et al., 2004); ecofisiologia, com estudos
relacionados produo de biomassa
(Sampaio et al, 2005) e respostas a estresses abiticos (Gonalves
et al., 2003; Gonalves et
al., 2005); fitoqumica, com trabalhos relativos s caractersticas
qumicas do leo de Aniba
rosaeodora (Cunha, 2002; Chaar et al., 2003; Barata et al.,
2006; Lima 2006) e Aniba
canelilla (Taveira et al., 2002; Maia et al., 2003, Lima et al.,
2004); economia, no que se
refere ao uso sustentvel de Aniba rosaeodora (May e Barata,
2004), entre outros estudos. No
entanto, ainda existem muitas lacunas sobre produo, uso e
sustentabilidade da cadeia
produtiva das espcies de Lauraceae.
Este cenrio abre perspectivas para o aprofundamento do
conhecimento na rea da
ecofisiologia de espcies como A. rosaeodora e A. canelilla, pela
posio que ocupam ou que
podem ocupar, em conseqncia da utilizao de seus produtos no
mercado de leos
essenciais, com aplicaes cada vez mais abrangentes que incluem
as indstrias de
cosmticos, perfumaria (May e Barata, 2004) e farmacutica (Lahlou
et al., 2005).
Desta forma, o presente teve por objetivos analisar alguns
aspectos relacionados ao
comportamento ecofisiolgico de plantas jovens de A. rosaeodora e
A. canelilla, quando
-
18
submetidas a diferentes condies de disponibilidade hdrica e de
irradincia. Assim, foram
determinadas as trocas gasosas, a fluorescncia da clorofila a, o
crescimento e a sntese de
leos volteis objetivando de identificar mecanismos de
ajustamento fisiolgico para
tolerncia seca e fotoproteo, bem como os impactos do estresse
sobre a sntese de leos
nos diversos rgos das plantas. Para tanto, foram realizados dois
experimentos: Experimento
I: Efeito de diferentes condies de disponibilidade hdrica sobre
o crescimento, biossntese
de leos volteis e o acmulo de biomassa, em diferentes segmentos
de plantas jovens de
Aniba canelilla (Kunth) Mez e Aniba rosaeodora Ducke; e
Experimento II: Efeito de nveis
contrastantes de luz sobre as trocas gasosas, eficincia
fotoqumica do fotossistema II e
biossntese de leos volteis em diferentes segmentos de plantas
jovens de Aniba canelilla
(Kunth) Mez e Aniba rosaeodora Ducke.
A expectativa que o conjunto de informaes presentes nos trs
captulos desta tese
possa contribuir para o esclarecimento da fisiologia de plantas
jovens das duas espcies de
Lauraceae estudadas, assim como obter conhecimentos com
potencial de aplicabilidade no
sistema de produo dessas espcies, como por exemplo, as anlises
de crescimento e os
teores de leos volteis das plantas quando submetidas a
diferentes condies de
disponibilidade hdrica e de irradincia.
-
19
HIPTESES
As hipteses consistem nos pressupostos efeitos dos fatores
abiticos sobre as
alteraes funcionais nas plantas. Isto , como ocorre e em qual
intensidade os efeitos de
diferentes regimes de disponibilidade hdrica e de irradincia
modificam o acmulo de
biomassa, as trocas gasosas e a sntese de metablitos primrios
e/ou secundrios em plantas
de Aniba rosaeodora Ducke e Aniba canelilla Mez, espcies de
Lauraceae, durante a fase
juvenil. Assim, estas hipteses prevem que, independentemente das
espcies estudadas
pertencerem ao mesmo grupo taxonmico, haver respostas
inter-especficas diferenciadas,
quanto ao regime hdrico aplicado e as diferentes condies de
irradincia, que implicaro em
mudanas fisiolgicas com reflexos sobre o crescimento, as
caractersticas fotossintticas e a
sntese dos leos volteis distintos entre as duas espcies.
-
20
OBJETIVOS
Geral
Investigar as alteraes fisiolgicas, o crescimento e as alteraes
nos metabolismos
primrio e secundrio, particularmente, na sntese dos carboidratos
e dos leos volteis
(terpenos), em plantas jovens das espcies de Lauraceae, Aniba
rosaeodora Ducke e Aniba
canelilla (Kunth) Mez, quando submetidas a diferentes condies de
disponibilidade hdrica e
irradincia.
Especficos
Estudar as relaes entre os fatores abiticos, sobre os aspectos
de crescimento
(alometria) das plantas, expressos a partir das mudanas na
produo de biomassa;
Analisar a eficincia fotossinttica de plantas jovens das espcies
em questo
(fotossntese mxima, respirao no escuro, rendimento quntico
aparente, irradincia
de compensao e de saturao);
Quantificar os teores de pigmentos cloroplastdicos (clorofilas a
e b e carotenides) e
determinar a eficincia fotoqumica do fotossistema II;
Caracterizar os efeitos dos nveis de luz, das condies hdricas
sobre os teores de
leos volteis, nas plantas das espcies estudadas;
Determinar o teor dos leos volteis em diferentes segmentos
(raiz, caule e folhas), de
plantas jovens das espcies de Lauraceae.
-
21
MATERIAL E MTODOS
Condies experimentais
O estudo foi conduzido em regime de casa de vegetao, situada na
rea experimental
da Faculdade de Cincias Agrrias, no Mini-Campus da Universidade
Federal do Amazonas -
UFAM (309, 5997W). Segundo a classificao de Kppen, o clima do
tipo Afi, com
temperatura mdia anual de 27C5 e precipitao anual em torno de
2200 mm, com perodo
seco de junho a novembro (precipitao mensal < 100mm) e
chuvoso de dezembro a maio
(precipitao > 300mm). Internamente, a casa de vegetao
apresentou microclima com
temperatura mdia de 32C (mxima de 39C1 e mnima de 26C1),
luminosidade mdia de
1100250 mol m-2 s-1 e umidade relativa mdia de 355%. A
temperatura, a densidade de
fluxo de ftons e a umidade relativa na casa de vegetao foram
determinadas com o auxlio
de pormetro porttil (Steady State Porometer- modelo LI- 1600M),
ao longo do dia, durante
todo o experimento. Plantas jovens de regenerao natural de
pau-rosa (Aniba rosaeodora
Ducke) e de casca-preciosa (Aniba canelilla (Kunth) Mez),
medindo cerca de 20 cm, foram
coletadas na Reserva Florestal Adolpho Ducke (Rodovia AM-010, Km
26 Manaus/AM) e
mantidas em viveiros com sombreamento de 50% da energia luminosa
incidente. Durante este
perodo, todas as plantas foram irrigadas diariamente at a
capacidade de campo.
Determinao do potencial hdrico
O estado hdrico das duas espcies estudadas foi obtido a partir
do potencial de gua
na folha (w) na antemanh (pd) e ao meio-dia (md), utilizando-se
bomba de presso tipo
Scholander (Scholander et al., 1965). Folhas de dez indivduos
foram coletadas e
individualmente acondicionadas na bomba de presso, sendo
submetidas a presses at
ocorrer a exsudao pelo pecolo da folha momento em que foi
realizada a leitura das
presses exercidas no interior da cmara, leituras estas
convertidas em potencial hdrico
(Turner, 1981).
Contedo relativo de gua
O contedo relativo de gua (CRA) nas plantas foi monitorado a
cada semana no
-
22
perodo de maior demanda evaporativa (entre 11:00 e 13:00 h). As
folhas coletadas foram
acondicionadas em sacos plsticos midos e, em seguida,
transportadas sob refrigerao para
pesagem no laboratrio. O CRA foi obtido por meio da pesagem das
massas fresca (MF),
trgida (MT) e seca (MS) de 20 discos foliares, sendo determinado
pela equao: CRA = (MF
- MS) / (MT - MS) x 100%, onde MF, MS e MT correspondem,
respectivamente, massa
fresca, massa seca e massa trgida dos discos foliares (Pimentel
et al., 2002).
Determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos
A determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos foi
realizada em folhas
completamente expandidas e sadias do ponto de vista
fitossanitrio, situadas no tero mdio
das plantas. Em cada tratamento foram coletadas duas folhas por
planta para compor uma
repetio, contendo cinco indivduos por tratamento. A extrao dos
pigmentos foi realizada
de acordo com a metodologia descrita por Lichtenthaler e
Wellburn (1983). Para cada
indivduo, 0,1g de material vegetal fresco oriundo dos discos
foliares foi homogeneizado em
10mL de acetona (100% v/v) e, posteriormente, em 10 mL de uma
soluo de acetona (80%
v/v) contendo MgCO3 (0,5% p/v). Em seguida, o extrato obtido foi
filtrado em papel filtro
qualitativo n 01.
A partir desse extrato filtrado, as leituras espectrofotomtricas
foram realizadas nos
seguintes comprimentos de onda (): 663 nm, 645 nm, e 480 nm,
para clorofila a (Cla),
clorofila b (Clb) e carotenides, respectivamente. O clculo das
concentraes dos pigmentos
cloroplastdicos com base na massa foliar (mol g-1) foi realizado
de acordo com as equaes
descritas por Hendry e Price (1993), onde:
Clorofila a (mol g-1) = (12,7 x A663 2,69 x A645) x 1,119 x V /
1000 x unidade de massa
(g) (1)
Clorofila b (mol g-1) = (22,9 x A645 4,68 x A663)x 1,102 x V /
1000 x unidade de massa
(g) (2)
Carotenides (mol g-1) = (A480 + 0,114 x A663 0,638 x A645) x V
/1000 x 112,5 x
unidade de massa (g) (3)
Nestas equaes, A corresponde absorbncia no comprimento de onda
indicado e V
o volume final do extrato clorofila-acetona (mL).
A concentrao de clorofila total (Cla + Clb) e a razo clorofila a
/ clorofila b (Cla/b)
-
23
tambm foram determinadas.
Determinao dos teores de carboidratos
Os teores de carboidratos foram determinados em folhas coletadas
pela manh
segundo a metodologia de Passos (1996). O teor de acares solveis
totais foi obtido a partir
de 0,1 g do material vegetal fresco, macerado em soluo de
Metanol-Clorofrmio-gua
(120-50-30; v/v). Posteriormente, as amostras foram
centrifugadas a 10000 rpm durante 10
minutos. O sobrenadante foi purificado em soluo bifsica de
clorofrmio-gua (15:15),
sendo recuperada a parte da soluo purificada (sem lipdeos e
clorofilas), isto , o extrato
aquoso, para a determinao da concentrao de acares totais.
Adicionalmente, para a
extrao do amido, o sedimento foi ressuspendido em 10 mL de cido
perclrico 35% (v/v) e
centrifugado a 10.000 rpm durante 15 min, a 25C, recolhendo-se o
sobrenadante.
Os teores de acares solveis e de amido foram quantificados pelo
mtodo da antrona
e os resultados determinados por espectrofotometria a 625 nm,
utilizando a glicose (Sigma)
como padro, segundo Morris (1948).
Determinao do rendimento de leos volteis
As plantas foram coletadas e seccionadas em raiz, caule e folhas
e acondicionadas em
sacos de papel, para posterior secagem em estufa a 40C at massa
constante. Os leos
essenciais foram extrados por hidrodestilao de acordo com a
metodologia descrita por
Clevenger (1928). Para proceder a extrao em sistema Clevenger, o
material vegetal foi
triturado em moinho Watman, obtendo-se partculas com tamanhos de
0,075 a 2,00mm.
Para cada extrao foram pesadas trs amostras de cada rgo, obtidas
de uma amostra nica.
Tais amostras foram acondicionadas em bales de fundo redondo de
1000 mL com 500 mL de
gua destilada e seis pedras de ebulio. A extrao foi realizada
durante 3,5 horas,
mantendo-se a temperatura em 100C. Os leos obtidos foram
armazenados em frascos de
vidro sob refrigerao, para evitar perdas de constituintes
volteis. O rendimento de leos
volteis (ROV) foi calculado a partir da porcentagem do volume de
leo capturado pela massa
da amostra (Chaar, 2000).
-
24
Determinao das taxas de assimilao lquida e de trocas gasosas
A determinao das taxas de fotossntese lquida (A), respirao no
escuro (Rd),
transpirao (E) e condutncia estomtica (gs) foi realizada em
quatro indivduos por
tratamento utilizando-se analisador de gs infravermelho (IRGA)
porttil, de sistema aberto,
modelo LI-COR 6400, conforme metodologia descrita por Marenco et
al. (2001). Os dados
foram coletados entre 9:00 e 11:00 h, em folhas completamente
expandidas, situadas no tero
mdio das plantas e com aspectos fitossanitrios adequados. Para
cada tratamento, foi
selecionada uma folha por planta para compor a repetio sendo
realizadas 10 leituras por
folha. Os dados da curva de resposta fotossinttica intensidade
luminosa foram obtidos para
uma densidade de fluxo de ftons (PPFD) entre 0 e 2000 mol m-2
s-1 e o aparelho ajustado
para funcionar com concentrao de CO2, temperatura e vapor de H2O
em torno de 38010
mol mol-1, 311C e 211 mmol mol-1, respectivamente. A irradincia
utilizada foi
proveniente da fonte de luz diodo (LED) vermelho-azul modelo
6400-02, LI-COR. Aps o
ajuste do equipamento, cada folha passou por um perodo de
adaptao de 10 a 15 min. Em
seguida os dados foram coletados medida que as folhas eram
submetidas s novas condies
luminosas, iniciando-se a coleta a 0 mol m-2 s-1, com a
determinao da respirao no escuro
(Rd), e aumentando-se gradativamente at 2000 mol m-2 s-1.
Os dados, obtidos no modo manual, foram posteriormente ajustados
utilizando-se o
modelo da equao exponencial (Igbal et al., 1997), com o auxlio
do programa Statistica 6.0
verso Windows (StatSoft, Inc., Tulsa, USA).:
A = (Amx + Rd) [1-exp(-aI/(Amx + Rd))] - Rd
Nesta equao, A representa a fotossntese lquida, Amx representa a
fotossntese
mxima sob condies de luz saturante (I ), I representa a
intensidade luminosa. Assim,
alm da taxa de fotossntese mxima (Amx), a irradincia de
compensao (Ic) e a de
saturao (Is) foram estimadas a partir da curva da equao
exponencial.
De forma pontual, os dados de fotossntese lquida e trocas
gasosas foram obtidos para
uma densidade de fluxo de ftons (PPFD) de 0 mol m-2 s-1
(respirao no escuro) e de 1000
mol m-2 s-1 (fotossntese lquida) e o aparelho ajustado para
funcionar com concentrao de
CO2, temperatura e vapor de H2O em torno de 38010 mol mol-1,
311C e 211 mmol mol-
1, respectivamente. A eficincia no uso da gua (EUA = A/E) e a
eficincia intrnseca no uso
-
25
da gua (EIUA = A/gs) foram calculadas a partir dos valores de
fotossntese lquida (A),
transpirao (E) e condutncia estomtica (gs) determinados com o
auxlio do IRGA.
Anlise de crescimento
As taxas de crescimento absoluto em comprimento do caule (H), em
dimetro (D) e
em rea foliar (AF) e o ganho foliar (GF) foram calculados
conforme Benincasa (1986):
(NFN/NOF)*[100/(T)], onde NFN o nmero de folhas novas, e NFO o
nmero de folhas
originais. O crescimento absoluto em massa foliar (MF), em massa
caulinar (MC), em massa
radicular (MR) e em massa da planta (MP) foram determinados
segundo Bugbee (1996): CA-
m = (MSf MSi)/T, onde MS a massa inicial (i) e final (f) das
partes da planta. A rea foliar
total (AFT) foi mensurada com o auxlio do medidor de rea foliar
(LiCOR 3000a), sendo
obtidas a partir de 10 folhas/tratamento. A razo de peso foliar
(RPF) e a rea foliar especfica
foram obtidas pelas seguintes equaes: RPF = MF/MP (onde MF a
massa foliar seca e MP
a massa total da planta); AFE = AF/MF (onde AF a rea foliar,
sendo realizada a partir de
discos foliares de rea conhecida), respectivamente. Todas as
variveis de crescimentos foram
obtidas em dez plantas por tratamento.
Delineamento experimental e anlises estatsticas
O delineamento experimental utilizado, para os dois
experimentos, foi o inteiramente
casualizado em esquema fatorial, com dez repeties. No
Experimento I, o fatorial 2 x 4
correspondeu a duas espcies (A. rosaeodora e A. canelilla) e
quatro condies de
disponibilidade hdrica (T0, T8, T16 e T24). No experimento II, o
fatorial 2 x 2 correspondeu a
duas espcies (A. rosaeodora e A. canelilla) e dois nveis de
irradincia (70% e pleno sol).
Cada repetio se constituiu em um indivduo distribudo ao acaso na
casa-de-vegetao
(experimento I), e em viveiro e ambiente aberto (experimento
II).
Os resultados obtidos foram submetidos anlise de varincia
(ANOVA) e as mdias
comparadas pelo teste de Tukey (p0,05). As anlises foram
realizadas utilizando-se os
pacotes estatsticos Statistica 6.0 e SAS.
-
26
1. CAPTULO I
DFICIT HDRICO E CARACTERSTICAS BIOQUMICAS DE PLANTAS
JOVENS DE Aniba rosaeodora Ducke E Aniba canelilla (Kunth) Mez
(LAURACEAE)
Resumo
A limitao hdrica alm de se caracterizar como fator seletivo para
abundncia e distribuio
das plantas nos diversos ecossistemas tambm , sem dvida, o maior
limitante ao bom
desempenho das plantas. Assim, o objetivo deste trabalho foi
verificar os efeitos da
disponibilidade hdrica na fisiologia de plantas jovens de A.
canelilla (casca-preciosa) e A.
rosaeodora (pau-rosa), na tentativa de esclarecer os mecanismos
relacionados s alteraes no
metabolismo primrio e secundrio em plantas jovens de A.
canelilla e A. rosaeodora quando
submetidas supresso da irrigao. Para tanto, as espcies foram
acompanhadas
periodicamente por cinco semanas, sendo a ltima destinada
reidratao, e analisadas
quanto ao seu estado hdrico foliar. As plantas foram cultivadas
em casa de vegetao e
submetidas a quatro regimes de rega (n=10): T0 = controle, com
irrigao homognea diria; e
T8, T16 e T24 = suspenso de rega por 8, 16 e 24 dias,
respectivamente. Ao longo deste perodo
foram avaliados a eficincia quntica do fotossistema II (Fv/Fm) e
o potencial hdrico foliar
(w), periodicamente, na antemanh e ao meio-dia. No incio e no
fim do experimento
avaliaram-se, somente no tratamento-controle (T0) e no de maior
estresse hdrico (T24), os
teores de pigmentos cloroplastdicos, carboidratos, leos. Em
geral, houve reduo em w e
CRA a partir de 16 dias de suspenso da rega (p0,05). Tal condio
promoveu reduo em
Cla, e aumento em C (p0,05). As espcies apresentaram maior teor
de acar na raiz. Estes
resultados indicaram que em condies de cultivo, as plantas podem
suportar, sem
comprometimento dos processos fisiolgicos, eventual falta de gua
por perodos de at 16
dias.
-
27
1.1. INTRODUO
A gua o principal componente protoplasmtico na clula vegetal
madura, podendo
chegar a 70 90% da massa fresca. Assim variaes do contedo hdrico
em resposta a
flutuaes dirias ou sazonais, em geral, desencadeiam ajustes e/ou
adaptaes celulares.
Portanto, a gua considerada o principal fator abitico a
influenciar o desenvolvimento das
plantas em ecossistemas naturais e agrcolas (Meneses et al.,
2006).
O estado hdrico de plantas pode ser monitorado por vrios mtodos,
entre os quais se
destaca a metodologia desenvolvida por Scholander et al. (1965),
que indica as variaes da
energia livre da gua na planta impostas pelas condies da
atmosfera e pela disponibilidade
de gua no solo. Desta forma, medidas tomadas antes do nascer do
sol (antemanh) informam
sobre a turgescncia mxima em relao gua disponvel, enquanto que
dados obtidos no
horrio de maior demanda evaporativa (meio-dia) representam a
turgescncia mnima.
Outro mtodo muito usado para o acompanhamento do grau de
hidratao da planta
o teor relativo de gua (Sinclair e Ludlow, 1985). Esta varivel
representa o teor de gua dos
tecidos em relao ao teor correspondente turgescncia mxima
(Duarte-Mas, 2003). O
potencial hdrico foliar e o teor relativo de gua so
interdependentes na medida em que os
componentes do potencial hdrico sofrem influncia do volume de
gua na clula (Bradford e
Hsiao, 1982).
As limitaes decorrentes do estresse hdrico resultam da
desidratao celular, que
impe modificaes em nvel de ultra-estrutura e composio qumica
(Kltz, 2005). Quase
sempre, estas mudanas implicam alteraes prejudiciais na
estrutura e funo das
membranas, podendo conduzir a um colapso de organelas e
reorganizao do tonoplasto
(Giles et al., 1976). Nesse sentido, efeitos nas membranas
cloroplastdicas podem resultar na
inativao do fotossistema II, em alteraes na biossntese de
clorofilas (Le Lay et al., 2001),
lipdios (Gigon et al., 2004) e das protenas (Navari-Izzo, 2000)
e no metabolismo de
carboidratos (Kim et al., 2000). Muitas destas implicaes esto
relacionadas integridade do
cloroplasto, visto que o local de sntese de boa parte dos
compostos do metabolismo
primrio e secundrio.
As respostas de plantas dissecao dependem de vrios mecanismos
moleculares que
esto relacionadas tolerncia ao estresse, como da expresso de
protenas LEA (Late
Embryogenesis Abundant), ao do ABA e, especialmente, do
metabolismo dos acares,
uma vez que representam uma fonte de energia disponvel para
atender ao aumento da
-
28
demanda energtica em condio de estresse e por atuarem no
ajustamento osmtico (Ingram
e Bartels, 1996). Nesta condio, o amido degradado, aumentando a
quantidade de acares
solveis na clula (Chaves-Filho e Stacciarini-Seraphin, 2001).
Entretanto, o ajustamento
osmtico tambm pode ser resultado do aumento de molculas
neutralizadoras de radicais
livres, visto que o estresse hdrico altera o equilbrio
oxidativo/redutivo em muitas organelas,
como nos cloroplastos (Nepomuceno et al., 2001; Reddy et al.,
2004). O ajustamento
osmtico assegura a manuteno da turgescncia por meio da reteno de
gua (Jamaux et al.,
1997), garante o funcionamento de processos fisiolgicos bsicos,
como a fotossntese, e
permite a redistribuio de carbono e nitrognio, mesmo que a
atividade de tais processos
esteja reduzida (Kobata et al., 1992; Palta et al., 1994).
Associado desidratao est o estresse por temperatura, que
contribui para a
desestruturao das membranas celulares (Hve et al., 2006;
Rennenberg et al., 2006) e em
alteraes no metabolismo de isoprenos, compostos precursores dos
constituintes de leos
volteis relacionados, principalmente, proteo conferida membrana
durante o estresse por
altas temperaturas (Sharkey et al., 2001).
Estudos que investigam as principais fontes de carbono para a
sntese de isoprenos em
plantas sob estresse hdrico relatam incremento da importao de
carbono de razes e caules
em direo as folhas (Funk et al., 2004). Este mecanismo pode
representar uma fonte de
carbono para a produo de isopreno, no sentido de compensar a
depleo do carbono
prontamente disponvel da fotossntese que, em condies
no-estressadas, representa cerca
de 80% do carbono utilizado (Funk et al., 2004).
A biossntese de leos volteis altamente integrada a aspectos
fisiolgicos, como a
ontogenia e a disponibilidade de metablitos precursores, bem
como a aspectos ecolgicos
como sazonalidade, temperatura, luz, gua, nutrientes e interaes
com organismos (Baldwin,
2006; Hines, 2006).
No que se refere s alteraes metablicas associadas aos fatores
abiticos, alguns
trabalhos tm associado situaes de estresse ao incremento da
produo de compostos do
metabolismo secundrio, visto que estas substncias so responsveis
pela interao da planta
com o ambiente (Kutchan, 2001; Gouinguen e Turlings, 2002).
Entretanto, estas respostas
esto sob regulao bastante complexa, que perpassa a expresso
gnica, a ativao
enzimtica, razo substrato/carbono, disponibilidade de ATP e o
estado redox das clulas
(Kuhn et al., 2004).
Considerando que os leos volteis so amplamente usados pelas
indstrias
-
29
farmacuticas, de cosmticos e de perfumarias, as laurceas do
gnero Aniba destacam-se no
conjunto de plantas aromticas da Amaznia, especialmente A.
rosaeodora (pau-rosa) cujo
leo voltil compe seleto grupo de leos comercialmente explorados
nos ltimos 100 anos
(Barata e May, 2004). A explorao predatria de A. rosaeodora
resultou no risco de extino
da espcie (Maia, 2008). A preocupao com o grau de explorao
no-sustentvel tambm se
estende A. canelilla (casca-preciosa), outra produtora de leo
voltil de aroma agradvel,
espcie com potencial para ser utilizada em indstrias de cosmtico
e perfumaria.
Desta forma, a explorao racional dos produtos oriundos dessas
espcies demanda
por investigaes em vrias reas do conhecimento, especialmente na
silvicultura, fisiologia e
fitoqumica, que podem contribuir para a preservao e explorao
racional de seus produtos,
estabelecendo uma cadeia produtiva sustentvel.
Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos da
disponibilidade hdrica
sobre respostas fisiolgicas relacionadas ao metabolismo primrio
e secundrio, assim como
eficincia fotoqumica de plantas jovens de A. canelilla e A.
rosaeodora.
-
30
1.2. MATERIAL E MTODOS
1.2.1. Condies experimentais
O estudo foi conduzido em casa de vegetao situada na rea
experimental da
Faculdade de Cincias Agrrias, no Mini-Campus da Universidade
Federal do Amazonas -
UFAM (309, 5997W), onde o clima do tipo Afi segundo a
classificao de Kppen, com
temperatura mdia anual de 27C5 e a precipitao anual em torno de
2200 mm, com
perodo seco de junho a novembro (precipitao mensal < 100mm) e
chuvoso de dezembro a
maio (precipitao > 300mm). Na casa de vegetao, o microclima
exibia temperatura mdia
de 32C (mxima de 39C1 e mnima de 26C1), luminosidade mdia de
1100250 mol
m-2 s-1 e umidade relativa mdia de 355%. A temperatura, a
densidade de fluxo de ftons e a
umidade relativa no viveiro foram determinadas com o auxlio de
pormetro porttil (Steady
State Porometer- modelo LI- 1600M), ao longo do dia, durante
todo o experimento. Plantas
jovens de regenerao natural de pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke)
e de casca-preciosa
(Aniba canelilla (Kunth) Mez), medindo cerca de 20 cm, foram
coletadas na Reserva Florestal
Adolpho Ducke (Rodovia AM-010, Km 26 Manaus/AM) e mantidas
durante 60 dias em
viveiros com sombreamento de 50% da irradincia incidente, para
seu estabelecimento.
Durante este perodo, todas as plantas foram irrigadas
diariamente at a capacidade de campo.
Aps esse perodo, as plantas jovens de Aniba rosaeodora e Aniba
canelilla utilizadas no
experimento foram selecionadas quanto uniformidade de altura
(cerca de 245 cm) e estado
fitossanitrio. Por ltimo, foram transplantadas para substrato
composto por mistura de terrio
e areia (2:1 v/v) em vasos plsticos, com capacidade para 10 Kg,
sendo mantidas sob
condies controladas de casa de vegetao. As mudas foram
submetidas a quatro tratamentos
de disponibilidade hdrica, subdivididos no tempo (n=10): T0)
tratamento-controle, com
irrigao homognea diria, T8) suspenso de rega por 8 dias, T16)
suspenso de rega por 16
dias e T24) suspenso de rega por 24 dias. Aps cada perodo de
suspenso da rega, as plantas
foram reidratadas. Dessa forma, os tratamentos foram
acompanhados durante cinco semanas,
sendo a ltima semana referente s plantas reidratadas. O
potencial hdrico (w) e o contedo
relativo de gua (CRA) das espcies foram mensurados para cada
tratamento. Os teores de
pigmentos cloroplastdicos, carboidratos e leos foram
determinados somente no incio (T0) e
no fim do experimento (T24).
-
31
1.2.2. Determinao do potencial hdrico
O estado hdrico das espcies foi obtido a partir do potencial
hdrico foliar (w) na
antemanh (pd) e ao meio-dia (md), utilizando-se bomba de presso
tipo Scholander
(Scholander et al., 1965). Folhas de dez indivduos foram
coletadas e acondicionadas
individualmente na bomba de presso, onde foram aplicadas presses
at ocorrer a exsudao
pelo pecolo da folha neste momento foi feita a leitura (Turner,
1981).
1.2.3. Contedo relativo de gua
O contedo relativo de gua (CRA) nas plantas foi monitorado a
cada semana no
perodo de maior demanda evaporativa, entre 11:00 e 13:00 h. Para
a determinao do CRA,
duas folhas foram coletadas de cada planta, e imediatamente
acondicionadas em sacos
plsticos midos, sendo em seguida, transportadas sob refrigerao
para pesagem no
laboratrio de Cultura de Tecidos de Plantas UFAM. O CRA foi
obtido segundo a
metodologia descrita por Pimentel et al. (2002), por meio da
pesagem da massa fresca (MF),
trgida (MT) e seca (MS) de 20 discos foliares, sendo determinado
pela equao: TRA = (MF
- MS) / (MT - MS) x 100%.
1.2.4. Determinao dos teores de carboidratos
Os teores de carboidratos foram determinados em folhas coletadas
pela manh
segundo a metodologia de Passos (1996). O teor de acares solveis
totais foi obtido a partir
de 0,1 g do material vegetal fresco, macerado em soluo de
metanol-clorofrmio-gua
(120:50:30; v/v/v). Posteriormente, as amostras foram
centrifugadas a 10000 rpm durante 10
minutos. O sobrenadante foi purificado em soluo bifsica de
clorofrmio-gua (15:15 v/v),
sendo recuperada a parte da soluo purificada (sem lipdeos e
clorofilas) para a determinao
da concentrao de acares totais. Adicionalmente, para a extrao do
amido, o sedimento
foi ressuspendido em 10 mL de cido perclrico 35% (v/v) e
centrifugado a 10.000 rpm
durante 15 min, a 25C, recolhendo-se o sobrenadante.
Os teores de acares solveis e de amido foram quantificados pelo
mtodo da antrona
(Morris, 1948), utilizando-se a glicose (Sigma) como padro,
sendo determinados por
espectrofotometria no comprimento de onda de 625 nm.
-
32
1.2.5. Determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos
A determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos foi
realizada em folhas
completamente expandidas e sadias do ponto de vista
fitossanitrio, situadas no tero mdio
das plantas. Em cada tratamento foram coletadas duas folhas por
planta para compor uma
repetio, em cinco indivduos por tratamento. A extrao dos
pigmentos foi realizada de
acordo com a metodologia de Lichtenthaler e Wellburn (1983).
Para cada indivduo, 0,1g de
material vegetal fresco oriundo dos discos foliares foi
homogeneizado em 10 mL de acetona
(100% v/v) e, posteriormente, em 10 mL de uma soluo de acetona
(80% v/v) contendo
MgCO3 (0,5% p/v). Em seguida, o extrato obtido foi filtrado em
papel filtro qualitativo n 1.
A partir desse extrato filtrado, os teores de pigmentos foram
determinados por meio das
absorbncias, obtidas com o uso de espectrofotmetro, nos
seguintes comprimentos de onda
(): 663nm e 645nm e 480nm, para clorofila a (Cla), clorofila b
(Clb) e carotenides (Cx+c),
respectivamente. O clculo das concentraes dos pigmentos
cloroplastdicos com base na
massa foliar (mol g-1) foi realizado de acordo com as equaes
descritas por Hendry e Price
(1993), onde:
Clorofila a (mol g-1) = (12,7 x A663 2,69 x A645) x 1,119 x V
(1)
1000 x unidade de massa (g)
Clorofila b (mol g-1) = (22,9 x A645 4,68 x A663)x 1,102 x V
(2)
1000 x unidade de massa (g) (2)
Carotenides (mol g-1) = (A480 + 0,114 x A663 0,638 x A645) x V
(3)
1000 x 112,5 x unidade de massa (g)
Nestas equaes, A corresponde absorbncia no comprimento de onda
usado e V o
volume final do extrato clorofila acetona (mL).
A concentrao de clorofila total (Cla + Clb), a razo clorofila a
/ clorofila b (Cla/b), assim
como a razo clorofila total/carotenides foram determinadas.
-
33
1.2.6. Determinao do rendimento de leos volteis
Todos os indivduos amostrados foram coletados e seccionados em
raiz, caule e folhas
e acondicionadas em sacos de papel. Posteriormente, este
material biolgico foi secado em
estufa a 40C at peso constante. Os leos essenciais foram
extrados por hidrodestilao de
acordo com a metodologia descrita por Clevenger (1928). Para
proceder a extrao em
sistema Clevenger, o material vegetal foi triturado em moinho
Watman, obtendo-se
partculas com tamanhos de 0,075 a 2,00 mm. Para cada extrao
foram pesadas trs amostras
de cada rgo, obtidas de uma amostra nica. Tais amostras foram
acondicionadas em bales
de fundo redondo de 1000 mL com 500 mL de gua destilada e seis
pedras de ebulio. A
extrao foi realizada durante 3,5 horas, mantendo-se a
temperatura em 100C, sendo o
rendimento de leos volteis (ROV) calculado a partir da
porcentagem do volume de leo
capturado pela massa da amostra (Chaar, 2000).
-
34
1.3. RESULTADOS
O potencial hdrico (w), em mdia, diferiu entre horrio (antemanh
e meio-dia),
espcies e tratamentos, ocorrendo, tambm, interao espcie versus
tratamento (p0,01)
(Figura 2, Tabela 1).
A mdia de w para os horrios foi de -1,31,6 MPa na antemanh e de
-2,31,4 MPa
ao meio-dia (Figura 2). A mdia de w em Aniba canelilla (-1,81,5
MPa) foi maior que em
Aniba rosaeodora (-2,11,6 MPa) (Tabela 2). Os tratamentos, T0
(-1,00,8 MPa) e T8 (-
1,10,8 MPa) tiveram w semelhante e menos negativo em relao a T16
(-2,01,2 MPa) e T24
(-4,41,3 MPa), que diferiram entre si (Figura 2, Tabela 1).
Em geral, o w apresentou amplitude de valores na faixa de -0,05
MPa a -6,0 MPa,
variando de -0,15 MPa a -5,0 MPa na antemanh, e de -1,1 MPa a
-6,0 MPa ao meio-dia
(Figura 2). Nas espcies, a variao foi de -0,15 MPa a -6,0 MPa em
A. canelilla e de -0,05
MPa a -6,0 MPa em A. rosaeodora (Figura 2). Considerando os
tratamentos, o w apresentou
valores que variaram de -0,05 MPa a -6,0 MPa (Figura 2). Em T0,
o w variou -0,05 MPa a -
2,15 MPa. Em T8, o w atingiu valores que foram de -0,1 MPa a
-2,6 MPa; e em T16, esses
valores foram da ordem de -0,3 MPa a -4,7 MPa. Por ltimo, os
valores de w em T24
variaram de -1,2 MPa a -6,0 MPa (Figura 2).
Tabela 1: Potencial hdrico (w) de plantas jovens de Aniba
canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a quatro
tratamentos de rega (T0: Controle; T1: suspenso de rega por oito
dias; T16: suspenso de rega por dezesseis dias;
T24: suspenso de rega por 24 dias) monitorados ao longo de cinco
semanas. Mdia diria.
Espcies Tratamentos
Aniba canelilla Aniba rosaeodora Mdias (Tratamento)
0 -1,10,8aA -0,90,8aA -1,00,8a
8 -1,10,7aA -1,20,9aA -1,10,8a
16 -1,60,9aA -2,71,3bB -2,01,2b
24 -4,31,5bA -4,60,9cA -4,41,3c
Mdia (Espcie) -1,81,5A -2,11,6B -1,9
Medias SD seguidas da mesma letra ou nmero no diferem entre si
(Tukey, p0,05). Letras minsculas: comparao entre tratamentos Letras
maisculas: comparao entre espcies
-
35
Aps oito dias de suspenso da rega, as plantas de ambas as
espcies no
demonstraram quaisquer modificaes, sendo o w obtido em T8
semelhante a T0 (Figura 1,
Tabela 1). As espcies apresentaram w semelhante em T0, T8 e T24.
Em T16, o w das folhas
de A. canelilla foi menos negativo quando comparado ao w das
folhas de A. rosaeodora.
Redues no potencial hdrico s foram observadas a partir da
terceira semana de suspenso
da rega (T24) em Aniba canelilla. J em A. rosaeodora, a partir
da segunda semana (T16), tais
alteraes foram evidentes (Figura 2).
O contedo relativo de gua (CRA) foi semelhante entre as espcies
diferindo
significativamente apenas entre tratamentos e condio (estressada
versus reidratada) (Tabela
2, Figura 1). Ocorreram interaes condio versus tratamento,
espcies versus tratamento e
espcie versus tratamento versus condio (Tabela 2).
Em A. canelilla e A. rosaeodora, o CRA foi, em mdia, 47,0% e
48,5%
respectivamente. Os tratamentos apresentaram os seguintes
valores percentuais mdios:
61,7% (T0), 60,9% (T8); 48,3% (T16) e 20,7% (T24) (Tabela 2). As
plantas submetidas baixa
disponibilidade hidrica tiveram CRA mdio menor que as plantas
reidratadas, sendo estes
contedos de 41,5% e 53,9%, respectivamente (Tabela 2).
Em geral, CRA variou de 7,9% a 89,3% (Figura 1). Nas espcies, o
CRA atingiu
valores mnimos e mximos respectivos de 7,9% e 89,3% em Aniba
canelilla, e de 10,2% a
89,3%, em Aniba rosaeodora (Figura 2). Nas plantas que sofreram
suspenso da rega durante
determinado perodo, o CRA variou de cerca de 10,9% a 69,2%.
Essas mesmas plantas,
quando reidratadas, tiveram CRA na faixa de 7,9% a 89,3% (Figura
2). No tratamento-
controle (T0), o teor relativo de gua foi de 46,4% a 75,3%. Em
T8 e T16, tal variao foi de
40,2% a 89,3% e de 17,9% a 75,1%, respectivamente. J em T24, CRA
ficou na faixa de 7,5%
a 40,1% (Figura 2).
No tratamento-controle (T0) no foi observada diferenas entre as
espcies, sendo que,
ao trmino do experimento, o CRA foi maior (Tabela 2). Aps uma
semana de suspenso da
rega (T8), no se observou nenhuma mudana significativa nos CRA
das plantas. Em T8, A.
rosaeodora apresentou menor teor de gua que A. canelilla durante
o perodo de suspenso da
rega. Quando reidratadas, as mudas de T8 apresentaram CRA mdio
mais elevado quando
comparado como T0. A diminuio do CRA em funo da supresso de gua
ocorreu a partir
de T16, em ambas as espcies, sendo que A. canelilla apresentou
menor CRA que A.
rosaeodora em T24. Neste tratamento, as mudas no tiveram
recuperao de CRA aps
reidratao (Tabela 2).
-
36
Tabela 2: Contedo relativo de gua (CRA) de plantas jovens de
Aniba canelilla e Aniba rosaeodora
submetidas a quatro tratamentos de rega (T0: Controle; T1:
suspenso de rega por oito dias; T16: suspenso de
rega por dezesseis dias; T24: suspenso de rega por 24 dias)
monitorados ao longo de cinco semanas.
Condio
Estressada Reidratada
Espcies Tratamentos
Aniba canelilla Aniba rosaeodora Aniba canelilla Aniba
rosaeodora
Mdias
(Tratamentos)
0 55,93,9aB2 53,96,0aB2 64,67,9bA1 66,17,8abA1 61,7a
8 56,75,5aB2 48,35,9aB3 73,01,3aA1 74,86,1aA1 60,9a
16 30,36,3bB2 27,26,7bB2 65,75,7bA1 60,75,3bA1 48,3b
24 20,27,4cA2 32,35,3bA1 14,75,9cA2 16,97,9cB2 20,7c
Espcie Tratamentos
Aniba canelilla 47,01 Estressada 41,5B Mdias
Aniba rosaeodora 48,51 Reidratada 53,9A
47,7
Medias SD seguidas da mesma letra ou nmero no diferem entre si
(Tukey, p0,05). Letras minsculas: comparao entre tratamentos Letras
maisculas: comparao entre condio Nmeros: comparao entre todos os
tratamentos das duas espcies
Os teores de pigmentos cloroplastdicos foram diferentes entre as
espcies (Figura 2).
Entre os tratamentos, somente os teores de clorofila a e de
clorofila total diferiram (Figura 2).
A interao espcie versus tratamento foi significativa apenas para
os teores de carotenides
(Figura 2).
Os teores mdios de pigmentos foram maiores em A. canelilla,
sendo 2,1 mol g-1
(Cla), 1,3 mol g-1 (Clb), 1,5 mol g-1 (C) e 3,5 mol g-1 (Clt)
(Figura 2). Em A. rosaeodora,
a mdia dos teores de pigmentos foi de 1,5 mol g-1 (Cla), 0,9 mol
g-1 (Clb), 1,1 mol g-1
(C) e 2,4 mol g-1 (Clt). O tratamento-controle (T0) apresentou
maior teor de Clt (3,3 mol g-
1) que o tratamento de maior estresse (T24 = 2,5 mol g-1). O
mesmo foi observado para Cla,
sendo o teor mdio para T0 igual a 2,3 mol g-1 e para T24 igual a
1,3 mol g-1 (Figura 2). Os
teores de carotenides e de clorofila b para T0 foram,
respectivamente, de 0,9 mol g-1 e 1,2
mol g-1. Para T24, os valores mdios observados nessa mesma ordem
foram iguais a 1,2
mol g-1 e 1,4 mol g-1 (Figura 2).
-
37
Figura 2: Potencial hdrico foliar (A) da antemanh (pd) e ao
meio-dia (md), contedo relativo de gua (B), teor de
carboidratos (ac = acares solveis; am = amido), teor de leos
volteis, teores de pigmentos cloroplastdicos e razes
de pigmentos foliares em plantas jovens Aniba canelilla (Ac) e
Aniba rosaeodora (Ar) no tratamento-controle (I) e nos
tratamentos com 8, 16 e 24 dias de supresso hdrica (NI = 24 dias
sem rega). Mdia Desvio-padro. Mdias
seguidas da mesma letra no diferem significativamente pelo teste
de Tukey ao nvel de p 0,05. Letras minsculas
indicam comparao entre espcies. Letras maisculas indicam
comparao entre tratamentos. Nmeros indicam
comparaes entre todos os fatores simultaneamente.
-7,00-6,00-5,00-4,00-3,00-2,00-1,000,00
AcC ArC Ac8 Ar8 Ac16 Ar16 Ac24 Ar24
Tratamentos
h (M
Pa)
pd md
a A
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
bA a
A bB b
B cA b
A
cA
cA
00,5
11,5
2
2,53
3,54
4,5
AcI AcNI ArI ArNI
Espcies
Teo
res d
e Pi
gmen
tos
(m
ol g
-1)
clor a clor b carot clor tot
aA aA
aA
aA
aA aB
aA
aB aA aA
aA
bA bA
bB aA
bB
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
AcI AcNI ArI ArNI
Espcies
Raz
es e
ntre
pig
men
tos
clor a/b clor t / carot
aA
aA
bB aB
aA aA
aB
aB
0102030405060708090
ArIac
ArIam
ArNI
ac
ArNI
amAc
IacAc
Iam
AcNI
ac
AcNI
am
Tratamentos
Teo
r de
car
boid
rato
s (
mol
g-1
)
Raiz Caule Folha
1 B b
1 A a
2 B a 2
B a
1 A a
1 A a
1 A a
1 A a
1 A a
4 B a
4 B a
1 A a
12 AB a
12 A a
2 B a
12 AB a
1 A b 2
B a
1 A a
12 A a
1 A a
3 B a
3 B a
2 A a
00,20,40,60,8
11,21,41,61,8
ArI ArNI AcI AcNI
Tratamentos
% R
endi
men
to d
e l
eo
vol
til
Raiz Caule Folha
4 B b
12 AB a
2 A b
34 B a
23 B a
1 A b 2
B a 23 B
a
1 A a
3 C a
2 B a
1 A a
0
10
20
30
40
50
60
70
80
ArC AcC Ar8 Ac8 Ar16 Ac16 Ar24 Ac24
Tratamentos
CR
A (%
)
Plantas estressadas Plantas reidratadas
aB2
bA1
bA1
b A 1
b A 1
b B 2 c
A2
aB2 c
A2 c
B2
a B 3
abA1
a A 1 aB
2
aA1
b B 2
A B
C D
E F
-
38
Em geral, os teores de clorofila a e b, clorofilas totais e
carotenides foram
semelhantes entre as espcies nas plantas do tratamento irrigado
(T0). J no tratamento de
maior estresse (T24), A. canelilla apresentou mais altos teores
de tais pigmentos (Figura 2). Os
teores de clorofila a foram maiores nas plantas irrigadas
(Figura 2). J os teores de Clb foram
semelhantes entre os tratamentos para as duas espcies (Figura
2). Em T0, as plantas de A.
canelilla tiveram os menores teores de carotenides, diferindo
das mudas de ambas as
espcies nos demais tratamentos (Figura 2). O mesmo foi observado
para o teor de clorofilas
totais nas mudas de A. rosaeodora em T24 (Figura 2).
As espcies apresentaram valores semelhantes da razo Cla/b. Em
relao aos
tratamentos, T0 apresentou maior contedo de carotenides (2,8 mol
g-1) em relao a T24
(1,8 mol g-1) e houve interao de espcie vs tratamento. A razo
Clt/Cx+c foi semelhante
entre as espcies e maior no tratamento irrigado (T0 = 2,4 mol
g-1) em relao ao no-
irrigado (T24 = 1,8 mol g-1) (Figura 2).
Quanto aos teores de carboidratos, no foi observada diferena
entre espcies. No
entanto, houve diferenas significativas para os tratamentos,
rgos e tipo de carboidrato
(acar solvel e amido). Tambm houve interao espcie versus
tratamento vs rgo vs
carboidrato (Figura 2).
A. rosaeodora no sistema irrigado (T0) direcionou maior contedo
de acares para
folha e caule em detrimento da raiz (Figura 2). Entretanto, A.
canelilla irrigada apresentou
maior teor de acar na raiz e menores em caule e folhas. No
sistema no-irrigado (T24) os
acares solveis foram alocados de forma semelhante entre os rgos
(Figura 2).
No sistema irrigado (T0), as espcies acumularam o amido de forma
semelhante entre
os rgos, sendo maior o acmulo em raiz (Figura 2). No sistema
no-irrigado (T24), as
espcies apresentaram padro diferenciado de acmulo de amido entre
os rgos, em que A.
rosaeodora acumulou maior contedo em raiz e caule e menor em
folha, enquanto A.
canelilla apresentou mais amido no caule e menores teores em
raiz e folha (Figura 2).
O rendimento mdio percentual de leo voltil (volume de leo
extrado/massa seca)
foi semelhante entre os tratamentos (T0 e T24), diferindo entre
as espcies e os rgos (Figura
2). No houve interaes entre os fatores analisados. A mdia do
teor de leos volteis para
T0 foi de 0,7% (Figura 2). No tratamento T24, o valor obtido foi
na ordem de 0,9%. Para as
espcies, o rendimento percentual mdio foi de 1,1% (A. canelilla)
e 0,6% (A. rosaeodora)
(Figura 2). Considerando os rgos vegetativos, os teores de leo
foram de 0,3% (raiz), 0,5%
(caule) e 1,3% (folha) (Figura 2).
-
39
1.4. DISCUSSO
Modificaes no estado hdrico das plantas, detectveis pela medida
do potencial
hdrico e pelo CRA (Figura 2) indicaram que alteraes mais severas
resultantes da escassez
de gua comeam a partir da terceira semana (T16: 48,3% de CRA),
perodo em que ainda foi
possvel a recuperao das condies hdricas da folha. Entretanto no
tratamento T24, de
supresso de rega (CRA = 20,7%), as plantas no mais apresentaram
recuperao (Figura 2).
Este nvel de desidratao implica em redues ao rendimento
fotoqumico (Eichmeier et al.,
1993), o que ocorre devido aos prejuzos no transporte de eltrons
e na fixao do carbono
(Casper, 1993), especialmente sob alta irradincia.
Os teores de pigmentos, leos volteis e carboidratos foram
analisados comparando-se
apenas o tratamento-controle (T0 = irrigado) e o de maior
estresse (T24 = no-irrigado). Assim,
observou-se que no nvel mais extremo de baixa disponibilidade
hdrica, os processos
diretamente relacionados aos cloroplastos (metabolismo de
pigmentos e leos volteis) foram
afetados de forma diferenciada, de modo que houve incremento de
algumas molculas
(carotenides em A. canelilla), declnio de outras (clorofila a
nas duas espcies) e manuteno
dos teores em algumas molculas (clorofila b e do leo voltil)
(Figura 2).
Em relao aos pigmentos, o comportamento apresentado pelas
espcies de Aniba aqui
estudadas indica que, na condio de menor disponibilidade hdrica,
A. canelilla apresentou
maior estabilidade destas molculas, o que pode conferir a esta
espcie melhores condies de
tolerncia diminuio da disponibilidade hdrica (Figura 2). No foi
detectada alterao na
razo Cla/b que apresentou valor de aproximadamente 1/3,
caracterstico para espcies C3. A
razo Clt/Cx+c, em mdia, foi maior no tratamento irrigado, e no
houve diferena entre as
espcies (Figura 2).
Segundo Kramer e Kozlowski (1979), as alteraes nos teores de
clorofila a e b, em
condies de estresse geralmente no so proporcionais, sendo que
alguns autores tm
sugerido uma maior suscetibilidade da clorofila a em plantas sob
estresse hdrico (Colom e
Vazzana, 2002). A reduo nos teores de clorofila a pode estar
associada aos prejuzos
resultantes da inibio da fotossntese e, tambm, a degenerao em
nvel de ultra-estrutura do
aparato fotossinttico (Echenique e Curvetto, 1989; Smirnoff,
1995; Chernadev, 2005),
especialmente em caso de diminuio no contedo de gua na planta.
Entretanto, os
mecanismos de proteo relacionados com a sntese de substncias
antioxidantes (como
carotenides, ascorbato, flavonides, entre outras) e de enzimas
antioxidantes (peroxidases,
-
40
catalase e superxido desmutase) podem inibir a degradao dos
pigmentos (Ejert e Tevini,
2002).
Os carotenides apresentam diversidade de funes indispensveis ao
processo
fotossinttico, especialmente quando h excesso de energia captada
pelos complexos coletores
de luz, decorrente da inibio do transporte de eltrons nos
fotossistemas I e II. Entre estas
funes destaca-se a extino de excitao foto-induzida (fotoproteo),
a dissipao do
excesso de energia e a estabilizao de estruturas, como a prpria
membrana fotossinttica
(Frank e Codgell, 1996).
Nas duas espcies, o metabolismo dos carboidratos (acares solveis
totais e amido)
apresentaram modificaes com diferentes intensidades, em que se
observaram menores
alteraes nos teores de acares solveis, entre os tratamentos e
rgos, enquanto que os
teores de amido foram marcadamente reduzidos nas plantas sob
baixa disponibilidade hdrica,
especialmente em folhas (88,6% em A. rosaeodora e 89,1% em A.
canelilla) e raiz (75,3% em
A. rosaeodora e 76,2% em A. canelilla). Esta resposta fisiolgica
possibilita o aumento do
potencial osmtico e, por conseguinte, diminuio do potencial
hdrico, tornando-se mais
baixos que o w do solo, mantendo o gradiente de potencial hdrico
(Turner e Jones, 1980).
Estas alteraes so bastante freqentes para diversas plantas
nestas condies (Kramer,
1995; Kingston-Smith et al. 1999; Chaves Filho e
Stacciarini-Seraphin, 2001).
Alguns autores relacionam uma menor disponibilidade de gua para
a planta a uma
maior produo de leos volteis (Cunha, 2002; Santos et al., 2004;
Lima, 2006). Tal
comportamento fisiolgico pode estar associado relevncia destes
compostos como resposta
de adaptao ou tolerncia a estresses (Singsaas, 2000). Em plantas
adultas de A. rosaeodora
em condies de campo, verificou-se efeito sazonal na produo do
leo, que foi favorecido
por perodos de menor incidncia de chuvas (Cunha, 2002; Lima,
2006).
Este comportamento no se confirmou com a baixa disponibilidade
hdrica imposta
nas nossas condies experimentais em nenhuma das espcies
estudadas (Figura 2). Tal fato
pode ser resultado de diferentes fatores como do nvel de
estresse alcanado pela planta no
vaso (limitaes na quantidade de substrato e alta temperatura), o
estdio de desenvolvimento
e as condies microclimticas na casa de vegetao, uma vez que
alguns destes aspectos
representaram limitaes ao processo fotossinttico. Resultados
semelhantes foram
observados por Taveira et al. (2003) em pesquisa visando anlise
do efeito sazonal e tipos
de solo sobre a qualidade e os teores do leo de A. canelilla.
Neste trabalho, os rendimentos
obtidos foram muito semelhantes entre as estaes mida e seca.
-
41
O comprometimento da fotossntese pode resultar em implicaes
sobre a produo do
leo, visto que a biossntese de monoterpenos ocorre nos plastdios
e dependente das trioses
gliceraldedo-3-fosfato e piruvato (Sangwan et al., 2001).
Os monoterpenos so compostos de defesa contra patgenos e
herbvoros
(Langenheim, 1994), produzidos constitutivamente, e so
acumulados durante o
desenvolvimento normal de caules e razes. Entretanto os
mecanismos fisiolgicos e
moleculares envolvidos na sntese de monoterpenos ainda no foram
totalmente esclarecidos
(Gershenson et al., 2000).
A ausncia de efeito do estresse hdrico sobre os teores de leo
nas duas espcies,
sugere que estas plantas dispem de mecanismos que permitem
manter os teores estveis, no
sentido de otimizar os custos de investimento. Segundo
Gershenzon (1994), terpenides so
compostos altamente reduzidos, o que implica em elevado custo de
produo alm do que
investido nas enzimas exclusivas desta via, apesar de os teores
de monoterpenos serem
regulados pelas taxas de sntese e perdas. Contudo, Gershenson et
al. (2000) investigando o
metabolismo destes compostos em menta, no registraram perdas
significativas de
monoterpenos por processos de volatilizao ou degradao
metablica.
Embora estatisticamente no significativo, interessante observar
que as espcies
mostraram padro diferenciado de particionamento do leo entre os
rgos no tratamento-
controle (Figura 2), ainda que no tenha sido detectada variao
nos teores de carboidratos na
raiz e no caule, que representariam um estoque de carbono
disponvel para sntese de leo, na
condio irrigada para as duas espcies. Assim, embora as folhas
detenham os maiores teores
de leos para as duas espcies, A. canelilla investiu na sntese e
alocao destes leos na raiz
enquanto A. rosaeodora, no caule.
-
42
1.5. CONCLUSO
A despeito dos danos resultantes dos efeitos deletrios impostos
pela restrio hdrica,
especialmente aqueles associados ao comprometimento do aparato
fotossinttico, resultantes
da alterao nos teores de pigmentos cloroplastdicos, e daqueles
referentes desidratao
celular refletidos no contedo relativo de gua, as plantas jovens
de A. rosaeodora e A.
canelilla demonstraram capacidade de tolerncia e recuperao
frente baixa disponibilidade
hdrica, sem prejuzos sobre a produo de leos volteis.
Tanto os componentes do metabolismo primrio quanto do secundrio
demonstraram
ser indicadores sensveis da baixa disponibilidade hdrica entre
os diferentes rgos das
plantas (raiz, caule e folha).
Do ponto vista de aplicabilidade, dois aspectos investigados
neste trabalho so
importantes para o manejo e preservao destas espcies:
1) em condies de cultivo as plantas podem suportar, sem
comprometimento dos
processos fisiolgicos bsicos, eventual falta de gua por perodos
de at 16 dias;
2) o comportamento destas espcies sugere um potencial destas
para suportar longos
perodos de seca.
-
43
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