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Previous issue date: 2012 / Cariniana estrellensis (Raddi.) Kuntze e C. legalis (Mart.) Kuntze são arbóreas nativas do Brasil que, além de possuírem alto poder econômico, são objeto de interesse em programas de recuperação de áreas degradadas e em plantios comerciais. A escassez de informações relacionadas ao desempenho ecofisiológico dessas espécies em condições ambientais estressantes dificultam o manejo e conservação das mesmas. Dessa forma, o presente estudo objetivou avaliar a ecofisiologia das espécies em um gradiente de irradiância, por meio de dois experimentos. No experimento 1, plantas de C. estrellensis com 12 meses de idade foram submetidas a quatro tratamentos: 40%, 50%, 70% e 100% de irradiância, durante 104 dias. Ao final desse período foram feitas análises de crescimento, do conteúdo de pigmentos fotossintéticos, de trocas gasosas, da fluorescência da clorofila a, do conteúdo foliar de carboidratos solúveis, das características anatômicas foliares e caulinares e da plasticidade fenotípica da espécie. No experimento 2, plantas de C. estrellensis e C. legalis com 14 meses de idade foram submetidas a dois tratamentos: 30% e 100% de irradiância (sombra e sol, respectivamente), durante 30 dias. Ao final desse período foram feitas análises do estresse oxidativo das espécies, por meio da quantificação da atividade das enzimas catalase e peroxidase do ascorbato e por meio da quantificação do conteúdo foliar de pigmentos fotossintéticos. No experimento 1, em 70% de irradiância, as plantas apresentaram melhor crescimento em altura e diâmetro, maior massa seca de folhas (MSF), de caule (MSC) e de raiz (MSR). Em 70% e 100% de irradiância, as plantas apresentaram folhas menores (AFU) e mais espessas (AFE e MFE) resultando em menor área foliar total (AFT). Nesses tratamentos as plantas também apresentaram menor conteúdo foliar de clorofila a (Chl a) e b (Chl b), porém, maior razão Chl a/b e maior conteúdo de carotenóides, o que implicou em menor razão Chl a/Carot. Taxas fotossintéticas maiores foram encontradas nas plantas em 70% e inibidas em 40% e 50%, em função da baixa irradiância solar, e em 100%, possivelmente pela ocorrência de fotoinibição, como mostraram os parâmetros do fluxo de energia do fotossistema II. De acordo com a análise da fluorescência da clorofila a, em pleno sol, as plantas apresentaram menor densidade de centros de reação ativos (RC/ABS) e maior dissipação de energia (DI0/ABS), culminando com menor desempenho do fotossistema II (PIabs) e desempenho total (PITotal). O conteúdo foliar
de carboidratos solúveis foi maior nas plantas em 70%, seguido das plantas em 100% de irradiância, com exceção da glicose, que não variou entre os tratamentos. A maior espessura encontrada nas folhas sob 100% de irradiância foi em função da maior espessura das epidermes adaxial e abaxial e dos parênquimas paliçádico e esponjoso. E o maior diâmetro do caule em 70% de irradiância se deu pela maior espessura do xilema e floema secundários. No experimento 2, as plantas em pleno sol de ambas as espécies também apresentaram menor conteúdo foliar de clorofila a (Chl a) e b (Chl b) e maior razão Chl a/b. No entanto, o conteúdo de carotenóides foi maior, o que implicou em menores razões Chl a/Carot. A atividade da catalase (CAT) variou em função do tempo e da espécie, apresentando uma queda em C. estrellensis aos 16 dias, possivelmente em função de fotoinativação, e um aumento em C. legalis aos 30 dias. Já a atividade da peroxidase do ascorbato (APX) não variou em função do tempo, da espécie ou dos tratamentos. O estudo da plasticidade fenotípica mostrou que C. estrellensis é uma espécie plástica, principalmente em função das variáveis de fotossíntese e trocas gasosas, sendo capaz de sobreviver no gradiente de irradiância testado, o que viabiliza o seu uso em projetos de recuperação de áreas degradadas. E, uma vez que as análises ecofisiológicas mostraram que C. estrellensis e C. legalis apresentaram melhor desempenho em luminosidade moderada, sugere-se que ambas comportaram-se como espécies intermediárias no processo de sucessão florestal. No entanto, uma vez que a concentração de pigmentos foliares e a produção de enzimas antioxidantes inferiram maior susceptibilidade de C. estrellensis à fotoinibição em alta irradiância, sugere-se maior viabilidade do uso de C. legalis em projetos de recuperação de áreas degradas. / Cariniana estrellenis (Raddi). Kuntze and C. legalis (Mart.) Kuntze are native Brazilian trees which have powerful economic value and are also objects of interest in recovering programs of degraded areas and in commercial plantations. The scarcity of information about their ecophysiological performance under stress conditions complicates their management and conservation. Under these circumstances, this study aimed to evaluate the ecophysiology of this species in a irradiance gradient, through a couple of experiments. In experiment 1, C. estrellensis plants with 12 months old were subjected to four treatments: 40%, 50%, 70% and 100% of irradiance during 104 days. At the end of this period, the following analyses were made: growth, photosynthetic pigment content, gas exchange, chlorophyll a fluorescence, leaf content of soluble carbohydrates, the stem and leaf anatomical characteristics and phenotypic plasticity of the species. In experiment 2, C. estrellensis and C. legalis plants with 14 months old were subjected to two treatments: 30% and 100% of irradiance (shade and sun, respectively) for 30 days. At the end of this period were analyzed the oxidative stress of the species, by quantifying the activity of catalase and ascorbate peroxidase enzymes and by quantifying the photosynthetic pigments leaf content. In experiment 1, plants submitted to 70% of irradiance showed better growth in height and diameter, higher leaf, stem and root dry mass. In 70% and 100% of irradiance, plants showed smallest and thicker leaves resulting in lower leaf total area. In these treatments, plants showed lower chlorophyll a (Chl a) and b (Chl b) content, higher Chl a/b rate, higher carotenoids (Carot) content and lower Chl a/Carot rate. Higher photosynthetic rates were found in plants in 70% and inhibited in 40%, 50%, due to low solar irradiation, and in 100%, possibly due the occurrence of photoinhibition, as showed by flow energy parameters of photosystem II. According to the analysis of chlorophyll a fluorescence, in full sun exposition, plants had lower density of active reaction centers (RC/ABS) and higher energy dissipation (DI0/ABS), which resulted in decreased performance of photosystem II (PIabs ) and total performance (PITotal). The leaf content of soluble carbohydrates was higher in plants in 70%, followed by plants in 100% of irraciance, with the exception of glucose, which did not vary between treatments. The highest leaf thickness in 100% of irradiance was due to the highest thickness of adaxial and abaxial epidermis and of palisade and spongy
parenchymas. And the highest stem diameter in 70% of irradiance occurred because of the highest secondary xylem and phloem thickness. In experiment 2, the plants in full sun of both species also showed lower chlorophyll a (Chl a) and chlorophyll b (Chl b) content and higher Chl a/b ratio. Although the carotenoids (Carot) content were higher, what implied in lower Chl a/Carot ratios. Catalase (CAT) activity varied with the time and the species, showing a decrease in C. estrellensis at 16 days, possibly due to photoinactivation, and an increase in C. legalis at 30 days. The ascorbato peroxidase (APX) did not vary according the time, the species or the treatments. The study of phenotipic plasticity showed that C. estrellensis is a plastic species, mainly due to variables of photosynthesis and gas exchange, being able to survive in the irradiance gradient tested, which allows its uses in restoration projects of degraded areas. And, since the ecophysiological analysis showed that C. estrellensis e C. legalis had better performace in moderate irradiance it is suggested that both behaved as intermediate species in the florestal succession process. However, since that photosynthetic pigments concentration and the antioxidants enzymes production inferred higher susceptibility of C. estrellensis to photoinhibition in high irradiance, it is suggested higher viability os the use of C. legalis in restoration projects of degraded areas.
Key words: jequitibá, forest succession, stress, morphophysiological, anatomy, biochemistry, phenotypic plasticity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace2.ufes.br:10/1222 |
| Date | 24 February 2012 |
| Creators | Portela, Flávia Carolina Santos |
| Contributors | Milanez, Camilla Rozindo Dias, Falqueto, Antelmo Ralph, Mercier, Helenice, Cuzzuol, Geraldo Rogério Faustini |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | text |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFES, instname:Universidade Federal do Espírito Santo, instacron:UFES |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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