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Previous issue date: 2011-08-10 / The abiotic stress often cause metabolic disorders which cause a decrease in plant
growth. In response to stress, an increase in the synthesis of certain proteins called
―heat shock proteins‖ (HSPs), might occur. The tomato (Lycopersicon esculentum)
cv. Micro-Tom is regarded as a model for experimental studies, and that is because it
has features that make it appropriate, such as small size, short development time
and easy modification. This study aimed to evaluate the stress effects by flooding
and by high and low temperatures in both modified and not modified ‗Micro-Tom
tomato plants which have different mitochondrial expressions (MT- sHSP22). The
first experiment was conducted in growth chambers under controlled conditions.
When the plants were 50 days, they were submitted to stress by flooding during 14
days, and after 7 days, half the plants were removed from the flooding. In the second
trial, plants were grown as in the first experiment, and when they presented
themselves in a complete vegetative stage, they were submitted to thermal stress for
a period of 24 hours of 10 ºC or 37 °C, soon after that, the plants were transferred to
the initial conditions for 24 hours. After this phase they were again subjected to a
new cycle of stress and recovery. On both experiments were evaluated parameters
of the kinetic emission of chlorophyll fluorescence and of gas exchange, taking into
account that in the first was also evaluated the content of chlorophyll, and, at the end
of the test, the leaf area and the dry mass of the upper area and root. The flooding
interfered on the the chlorophyll content of all genotypes, and on the genotype with a
high expression of MT-sHSP22, a decrease in the leaf area was not identified and
neither was in the total dry mass. The kinetics analysis of the transient fluorescence
of chlorophyll showed differential effects of stress by flooding in the different parts of
the photosynthetic machinery, and showed different responses between genotypes.
When plants were submitted to stress by low temperature, a reduction in the liquid
CO2 rate was noticed immediately after the stress, but, after recovery, all genotypes
returned close to the controls. For plants submitted to high temperatures of the wild
genotype and with high expression of MT-sHSP22 increased the liquid assimilation
rate in comparison to control. The chlorophyll fluorescence data indicated different
effects on absorption and utilization of light energy between the two genotypes for
two of the temperature stress. The interpretation of the JIP test parameters helped to
identify that three genotypes exhibit different behavior, mainly on high-temperature
stress, and the plants of high expression genotypes of HSP22 and not transformed
showed an increase in the parameters related to the photosystem I activity. These
results suggest that plants with high doses of mitochondrial sHSP22 may present
mechanisms of tolerance against the applied stress. / Os estresses abióticos geralmente causam disfunções metabólicas que provocam
diminuição no crescimento das plantas. Em respostas a estresses pode ocorrer o
aumento na síntese de algumas proteínas chamadas proteínas de choque térmico
(heat shock proteins, HSPs). O tomate (Lycopersicon esculentum), cv. Micro-Tom é
considerado como um modelo para estudos experimentais, pois ele possui
características que o tornam adequado, tais como o tamanho pequeno, tempo de
geração curto, e facilidade de transformação. Este trabalho teve como objetivo
avaliar os efeitos dos estresses por alagamento e por altas e baixas temperatura em
plantas transformadas e não transformadas de tomate ‗Micro-Tom com diferentes
expressões da sHSP22 mitocondrial (MT-sHSP22). O primeiro experimento foi
conduzido em câmaras de crescimento, sob condições controladas. Quando as
plantas apresentavam 50 dias foram submetidas a estresse por alagamento por um
período de 14 dias, sendo que após 7 dias metade das plantas foram retiradas do
alagamento. No segundo ensaio, as plantas foram cultivadas como no primeiro
experimento, e quando se apresentavam em estádio vegetativo pleno foram
submetidas a estresse térmico por período de 24h a 10ºC ou 37ºC, a seguir as
plantas foram transferidas para as condições iniciais por 24h, após este período
foram novamente submetidas a um novo ciclo de estresse e recuperação. Em
ambos os experimentos foram avaliados os parâmetros da cinética de emissão da
fluorescência da clorofila e trocas gasosas, sendo que no primeiro avaliou-se
também o índice de clorofila, e ao final do ensaio a área foliar e massa seca da parte
aérea e raiz. O alagamento interferiu nos teores de clorofila de todos os genótipos,
sendo que no genótipo com elevada expressão da MT-sHSP22, não foi observada
redução da área foliar e em relação a massa seca total. A análise da cinética da
fluorescência transiente da clorofila a mostrou efeitos diferenciais do estresse por
alagamento nos diferentes locais da maquinaria fotossintética, e apresentou
variação de resposta entre os genótipos. Quando as plantas foram submetidas ao
estresse por baixa temperatura, observou-se redução na taxa assimilatória liquida de
CO2 imediatamente após o estresse, mas depois da recuperação todos os genótipos
retornaram próximos aos controles. Para as plantas submetidas a altas temperaturas
do genótipo selvagem e do com elevada expressão da MT-sHSP22 aumentaram a
taxa assimilatória líquida em relação ao controle. Os dados de fluorescência das
clorofilas indicaram efeitos diferentes na absorção e aproveitamento da energia
luminosa entre os genótipos para os dois estresses de temperatura. A interpretação
dos parâmetros do Teste JIP possibilitou identificar que os três genótipos
apresentam comportamento distinto principalmente sobre estresse de alta
temperatura, sendo que as plantas dos genótipos com alta expressão de sHSP22 e
não transformado apresentaram elevação nos parâmetros relacionados a atividade
do fotossistema I. Estes resultados sugerem que as plantas com elevada expressão
das sHSP22 mitocondrial podem apresentar mecanismos de tolerância frente as estresses aplicados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpel.edu.br:123456789/2048 |
| Date | 10 August 2011 |
| Creators | Huther, Cristina Moll |
| Contributors | CPF:60092491987, http://lattes.cnpq.br/9778741221243155, Bacarin, Marcos Antônio |
| Publisher | Universidade Federal de Pelotas, Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal, UFPel, BR, Biologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPEL, instname:Universidade Federal de Pelotas, instacron:UFPEL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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