Physiological and hydraulic mechanisms of drought tolerance in plants : implications of CO2 and irradiance

• Autor(a) principal: Avila, Rodrigo Teixeira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27778
• topic: Dióxido de carbono; Secas; Café; Embolia; Xilema; Fisiologia Vegetal

Ao longo deste trabalho, apresenta-se uma série de experimentos divididos em quatro capítulos analisando-se respostas fisiológicas e hidráulicas de plantas à seca e sua interação com fatores ambientas tais como concentração de CO 2 ([CO2]) e irradiância. Nos dois primeiros capítulos, são apresentadas respostas de plantas de café à seca sob [CO2] elevada (700 ppm) ou ambiente (400 ppm). No primeiro capítulo, observou-se que sob elevada [CO2], plantas sob estresse hídrico foram capazes de manter a condutância hidráulica e estomática por mais tempo associado a um aumento da abundância de transcritos de aquaporinas. Além disso, plantas irrigadas aclimatadas a elevada [CO2] apresentaram taxas de transpiração, em nível de planta inteira, mais baixas quando comparadas com plantas aclimatadas a [CO2] ambiente. Tal fato não foi associado à máximas condutâncias estomáticas em si, mas ao aumento da taxa de fechamento estomático em respostas a incrementos de déficit de pressão de vapor, que ocorrem inúmeras vezes ao longo do dia. Já no segundo capítulo, observou-se que a [CO2] elevada aumentou a assimilação de carbono, a eficiência no uso da água e o acúmulo de biomassa, independentemente do regime hídrico, além de diminuir a pressão oxidativa em condições de seca. A [CO2] elevada também promoveu ajustes alométricos importantes associados à tolerância à seca, tais como uma maior partição de biomassa para raízes. Além disso, observou-se que o incremento do crescimento sob o aumento da [CO2] não parece ter associado a mudanças globais nas concentrações hormonais, mas sim devido a mudanças no fluxo de carbono. Em suma, os resultados dos capítulos um e dois sugerem que o CO2 é percebido pela planta como um fator ambiental essencial, com profundas implicações na forma como as plantas respondem à seca, permitindo assim que plantas aclimatadas à elevada [CO2] apresentem melhor performance em comparação a plantas de [CO2] ambiente. No terceiro e quarto capítulos, focou-se na análise de aspectos hidráulicos de várias espécies diferentes. No terceiro capítulo, concentrou-se na busca por fatores anatômicos determinantes para a variação intra e interespecífica da resistência ao embolismo do xilema. A fração do lúmen de vasos foi a única característica anatômica medida que se correlacionou com a resistência ao embolismo ao longo de espécies e órgãos das plantas. Verificou-se que a luz determina apenas pequenas alterações na resistência do caule enquanto não altera a resistência de folhas ao embolismo. Acredita-se que vasos altamente dispersos em uma matriz de elementos imperfurados podem ser melhor protegidos contra a propagação do embolismo do que os que são dispostos próximos uns aos outros. Finalmente, no quarto capítulo, são apresentados novos insights sobre a possível existência de um limiar de potencial hídrico além do qual vasos e traqueídeos embolizam. Observou-se que, em espécies de xilemas baseados em vasos, os condutos individuais de xilema tinham um potencial limítrofe mais bem definido no qual o embolismo ocorre. Dessa maneira, a vulnerabilidade do xilema ao embolismo pode ser alterada pela presença de embolismo pré-existentes. Por outro lado, os xilemas baseados em traqueídeos não exibem um limiar de potencial hídrico bem definido, por isso a embolia pré-existente não alterou a vulnerabilidade do xilema. Palavras-chave: CO2 elevado. Seca. Café. Embolia. Xilema.