How brassinosteroids act in soybean plants submitted to the inadequate zinc and iron supplies?

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SANTOS, Lucilene Rodrigues dos
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRA
Texto Completo: http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1192
Resumo: CAPES.
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spelling How brassinosteroids act in soybean plants submitted to the inadequate zinc and iron supplies?Glycine maxBrassinosteróidesMicronutrientesAnatomia da raizClorofilaCAPES.A produção global da soja atingiu na safra 2017/2018, a segunda maior produção já registrada graças às colheitas nos Estados Unidos e no Brasil. Entre os fatores que têm contribuído para alavancar a produção e produtividade desta commodity, além das condições favoráveis do solo, a disponibilidade dos nutrientes, em especial dos micronutrientes, tem sido um fator determinante a ser considerado. Micronutrientes essenciais como zinco (Zn) e ferro (Fe) desempenham um papel crucial na produção da soja, pois estão envolvidos durante todo o ciclo de desenvolvimento da cultura. Contudo, suprimentos inadequados de Zn e Fe têm se tornado fatores de estresse para cultura devido à deficiência ou excesso destes elementos na planta. Nos últimos anos, estratégias e tecnologias têm sido desenvolvidas para o tratamento de plantas estressadas por fatores abióticos, entre eles, a aplicação de esteroides vegetais tem sido discutida como um método eficaz e menos danoso. Dos esteróides vegetais, uma considerável atenção tem sido dada aos Brassinosteroides (BRs). Neste contexto, objetivou-se avaliar os efeitos de Zn e Fe na cultura da soja exposta a suprimentos baixo/alto destes elementos no solo, assim como investigar o comportamento fisiológico e bioquímico do BRs em plantas de soja submetidas à deficiência e ao excesso de Zn e Fe e identificar quais os possíveis benefícios provocados pelo esteroide. Para isso, foram realizados dois experimentos em casa de vegetação. O experimento I seguiu um planejamento fatorial completamente casualizado com duas concentrações de 24- epibrassinolídeo (0 e 100 nM EBR) e três suprimentos de Zn (0,2, 20 e 2000 μM Zn). O experimento II foi realizado em um delineamento inteiramente casualizado com quatro tratamentos (0 nM EBR + 250 μM Fe, 0 nM EBR + 2,5 μM Fe, 100 nM EBR + 250 μM Fe e 100 nM EBR + 2,5 μM Fe). Em geral, suprimentos baixos de Zn e Fe e altos de Zn produziram efeitos deletérios. Contudo, os resultados revelaram que o BRs exógeno (100 nM EBR) minimizou os danos causados pela deficiência de Zn e Fe e pelos níveis tóxicos de Zn em plantas de soja. No experimento I, o EBR aliviou o impacto produzido pelo estresse do zinco no sistema radicular agindo positivamente sobre epiderme, endoderme, córtex, cilindro vascular e metaxilema, melhorando intrisecamente o status nutricional nas plantas. EBR promoveu melhoras no maquinário fotossintético de plantas expostas ao estresse de zinco, estimulando a atividade das enzimas antioxidantes que desempenham papéis cruciais na proteção das membranas do cloroplastos, com repercussões positivas sobre as clorofilas, rendimento quântico efetivo da fotoquímica do PSII e taxa de transporte de elétrons. No experimento II, o EBR maximizou o teor de Fe na folha, caule e raiz, bem como melhorou o teor de nutrientes e a homeostase do metal, conforme confirmado pela detecção aumentada de Fe2+/Mg2+, Fe2+/Mn2+ e Fe2+/Cu2+ em plantas com deficiência de Fe. O esteróide também promoveu melhorias nos pigmentos cloroplásticos e aumentou a eficiência fotoquímica, regulando positivamente o transporte de elétrons e reduzindo os impactos negativos associados à fotoinibição do PSII.Global soy production reached the 2017/2018 crop, the second highest production ever recorded thanks to harvests in the United States and Brazil. Among the factors that have contributed to leverage the production and productivity of this commodity, in addition to favorable soil conditions, the availability of nutrients, especially micronutrients, has been a determining factor to be considered. Essential micr-onutrients such as zinc (Zn) and iron (Fe) play a crucial role in soybean production, as they are involved throughout the crop's development cycle. However, inadequate supplies of Zn and Fe have become stress factors for culture due to the deficiency or excess of these elements in the plant. In recent years, strategies and technologies have been developed for the treatment of plants stressed by abiotic factors, among them, the application of plant steroids has been discussed as an effective and less harmful method. From plant steroids, considerable attention has been paid to brassinosteroids (BRs). In this context, the objective was to evaluate the effects of Zn and Fe in the soybean culture exposed to low/high supplies of these elements in the soil, as well as to investigate the physiological and biochemical behavior of BRs in soybean plants submitted to Zn deficiency and excess and Fe and identify the possible benefits caused by the steroid. For this, two experiments were carried out in a greenhouse. Experiment I followed a completely randomized factorial design with two concentrations of 24-epibrassinolide (0 and 100 nM EBR) and three supplies of Zn (0.2, 20 and 2000 μM Zn). Experiment II was carried out in a completely randomized design with four treatments (0 nM EBR + 250 μM Fe, 0 nM EBR + 2.5 μM Fe, 100 nM EBR + 250 μM Fe and 100 nM EBR + 2.5 μM Fe). In general, low supplies of Zn and Fe and high supplies of Zn produced deleterious effects. However, the results revealed that exogenous BRs (100 nM EBR) minimized the damage caused by Zn and Fe deficiency and by toxic Zn levels in soybean plants. In experiment I, EBR alleviated the impact produced by zinc stress on the root system by acting positively on the epidermis, endoderm, cortex, vascular cylinder and metaxylem, intrinsically improving the nutritional status in plants. EBR promoted improvements in the photosynthetic machinery of plants exposed to zinc stress, stimulating the activity of antioxidant enzymes that play crucial roles in the protection of chloroplast membranes, with positive repercussions on chlorophylls, effective quantum yield of PSII photochemistry and transport rate of PSII electrons. In experiment II, EBR maximized the Fe content in the leaf, stem and root, as well as improved the nutrient content and the metal homeostasis, as confirmed by the increased detection of Fe2+/Mg2+, Fe2+/Mn2+ and Fe2+/Cu2+ in plants with Fe deficiency. The steroid also promoted improvements in chloroplastic pigments and increased photochemical efficiency, positively regulating electron transport and reducing the negative impacts associated with PSII photoinhibition.UFRA/Campus Belémhttp://lattes.cnpq.br/1559520554616895LOBATO, Allan Klynger da SilvaSANTOS, Lucilene Rodrigues dos2021-04-19T20:00:07Z2021-04-19T20:00:07Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSANTOS, Lucilene Rodrigues dos. How brassinosteroids act in soybean plants submitted to the inadequate zinc and iron supplies? Orientador: Nuno Filipe Alves Corrêa de Melo. 2020. 148 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, 2020. Disponível em: http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1192. Acesso em: .CDD: 630http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1192Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRAinstname:Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA)instacron:UFRA2022-08-05T13:51:18Zoai:repositorio.ufra.edu.br:123456789/1192Repositório Institucionalhttp://repositorio.ufra.edu.br/jspui/PUBhttp://repositorio.ufra.edu.br/oai/requestrepositorio@ufra.edu.br || riufra2018@gmail.comopendoar:2022-08-05T13:51:18Repositório Institucional da UFRA - Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA)false
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