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Previous issue date: 2017-07-25 / Faveleira is an arboreal species, an exclusive pioneer of the xerophilous forests of Brazilian
Northeast. Due to its characteristics of resistance to drought and multiple uses by communities of the northeastern semi-arid region, the species is indicated for plantations in
xerophilous cultivation. The faveleira has stinging trichomes that hinder its handling, but few
individuals without trichomes occur in nature and can be used to better exploit the species'
potentials. The tolerance mechanisms used by the faveleira have been the subject of
researches that generate important information for breeding programs. Thus, the aim of this
research was to evaluate adaptive tolerance responses, mainly the osmotic adjustment caused by the accumulation of compatible solutes and the alterations of the antioxidant defense systems in faveleira plants with and without trichomes submitted to water deficit. For this, two approaches were considered using the two phenotypes: the effect of compatible solutes and the plant responses to oxidative stress during initial growth. The experiment was carried out in a greenhouse at UFRPE. Faveleira seedlings with and without trichomes were
cultivated under two water regimes: watering at 80% of the pot capacity (C - control) up to
105 days and irrigation suspension (SR) until 60 days and later watering replacement at 80%
of the pot capacity until the 105th day after starting the treatments. The statistical design was
completely randomized in factorial arrangement (two phenotypes and two water regimes).
The first approach was to evaluate plant height, stem diameter and number of leaves emitted
every 15 days, and the absolute growth rate (TCA) was calculated. In this research, to
evaluate the accumulation of compatible solutes and their effects, at 60 and 105 days, the
osmotic potential (Ψs) and the contents of the compatible solvents total soluble carbohydrates, sucrose, proline and glycine betaine, were evaluated. The water deficit caused a reduction in growth. The suspension of irrigation also caused a decrease in leaf emission, which proved to be the most sensitive variable to the effects of the water deficit. The faveleira adopted as a tolerance strategy the osmotic adjustment which was indicated by decrease of Ψs and elevation of the accumulation of compatible solutes in the SR treatment. The species was shown to be glycine betaine accumulator, since the accumulation of the compound in plants exposed to the water deficit. For the studies on oxidative stress, dry shoot and root biomass, relative water content (TRA), percentage of electrolyte extravasation (% EE), percentage of absolute membrane integrity (PIA), pigment contents Photosynthesizers, chlorophyll a (Chla) and b (Chlb) and carotenoids (Car), malondialdehyde content (MDA), hydrogen peroxide (H2O2) content and enzyme activities superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT). The decrease in Cloa / b, TRA and PIA ratios and elevation of EE and H2O2 and MDA levels indicated the occurrence of oxidative stress in plants exposed to water deficit. The elevation carotenoids levels and in the enzymatic activities of SOD, APX and CAT in plants under water stress demonstrate the activation of the defense against oxidative stress in these plants. The use of osmotic adjustment through compatible solutes accumulation and activation of non enzymatic and enzymatic antioxidant defense systems were strategies adopted by faveleira as stress tolerance strategies independent of the presence of trichomes in the species. / A faveleira é uma arbórea, pioneira exclusiva das matas xerófilas do Nordeste brasileiro e devido as suas características de resistência a seca e seus múltiplos usos pelas comunidades do semiárido nordestino, a espécie é indicada para plantios em lavouras xerófilas. A espécie possui tricomas urticantes que dificultam seu manuseio, mas, poucos indivíduos sem tricomas ocorrem na natureza e podem ser utilizados para a melhor exploração dos potenciais da espécie. Os mecanismos de tolerância utilizados pela faveleira têm sido alvo de pesquisas e geram informações importantes para programas de melhoramento. O objetivo desta pesquisa
foi avaliar respostas adaptativas de tolerância, sobretudo o ajustamento osmótico ocasionado pelo acúmulo de solutos compatíveis e as alterações dos sistemas de defesa antioxidante em plantas de faveleira com e sem tricomas submetidas ao déficit hídrico. Para tanto, foram consideradas duas abordagens: o efeito de solutos compatíveis e as respostas das plantas ao estresse oxidativo durante o crescimento inicial. O experimento foi realizado em casa de vegetação na UFRPE. Mudas de faveleira com e sem tricomas foram cultivadas sob dois
regimes hídricos: rega a 80% da capacidade de pote (controle - C) até 105 dias e suspensão de rega (SR) até 60 dias com posterior reposição de rega a 80% da capacidade de pote até o 105º dia após início dos tratamentos. O delineamento estatístico foi inteiramente casualizado em arranjo fatorial 2 x 2 (dois fenótipos e dois regimes hídricos). Na primeira abordagem foram avaliados altura da planta, diâmetro do coleto e número de folhas emitidas a cada 15 dias e calculada a taxa de crescimento absoluto (TCA). Nesta pesquisa, para averiguar o cúmulo de solutos compatíveis e seus efeitos, aos 60 e 105 dias foram avaliados potencial osmótico (Ψs) e teores dos solutos compatíveis, carboidratos solúveis totais, sacarose, prolina e glicina
betaína. O déficit hídrico provocou redução no crescimento. A suspensão da rega provocou também a diminuição da emissão de folhas, a qual demonstrou ser a variável mais sensível aos efeitos do déficit hídrico. A faveleira adotou como estratégia de tolerância o ajuste osmótico, o que foi evidenciado pela diminuição do Ψs e elevação do acúmulo de solutos compatíveis no tratamento SR. A espécie demonstrou ser acumuladora de glicina betaína, uma vez que foi observado o acúmulo do composto nas plantas expostas ao deficit hídrico.
Para os estudos acerca do estresse oxidativo, foram avaliadas biomassa seca da parte aérea e das raízes, teor relativo de água (TRA), percentagem de extravasamento de eletrólitos (EE), percentual de integridade absoluta de membrana (PIA), teores dos pigmentos fotossintetizantes, clorofilas “a” (Cloa) e “b” (Clob) e carotenóides (Car), teor de malondialdeído (MDA), teor de peróxido de hidrogênio (H2O2) e as atividades das enzimas superóxido dismutase (SOD), ascorbato peroxidase (APX) e catalase (CAT). O decréscimo nas relações Cloa/b, no TRA e no PIA e elevação no EE e nos teores de H2O2 e MDA indicaram a ocorrência de estresse oxidativo nas plantas expostas ao déficit hídrico. A elevação nos teores de carotenóides e nas atividades enzimáticas da SOD, APX e CAT nas plantas sob estresse hídrico demonstram a ativação da defesa contra o estresse oxidativo nestas plantas. A utilização do ajustamento osmótico através do acúmulo de solutos compatíveis e a ativação dos sistemas de defesa antioxidantes não enzimáticos e enzimáticos
foram estratégias adotadas pela faveleira como estratégias de tolerância ao estresse hídrico independente da presença de tricomas na espécie.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/7111 |
| Date | 25 July 2017 |
| Creators | BARBOSA, Marta Ribeiro |
| Contributors | CAMARA, Terezinha de Jesus Rangel, SILVA, Cláudia Ulisses de Carvalho, ALBUQUERQUE, Cynthia Cavalcanti de, MEUNIER, Isabelle Maria Jaqueline, MORAIS, Marciana Bizerra de, MELO FILHO, Péricles de Albuquerque |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Melhoramento Genético de Plantas, UFRPE, Brasil, Departamento de Agronomia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -6234655866848882505, 600, 600, 600, -6800553879972229205, 2615607299470131967 |
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