Estresses ambientais em vegetais
Transferir como PPTX, PDF16 gostaram16,449 visualizações
O documento discute os principais tipos de estresses ambientais em vegetais, incluindo estresse salino, déficit hídrico, anoxia, e choques térmicos. Descreve as respostas fisiológicas das plantas a esses estresses, como fechamento estomático, ajuste osmótico, e tolerância genética. Explica como fatores como salinidade, falta de oxigênio e temperaturas extremas podem prejudicar o crescimento e desenvolvimento das plantas.
![ Salinidade: Reduz o crescimento e a fotossíntese de espécies sensíveis
INDUZ: Respostas morfológicas, fisiológicas e bioquímicas nas plantas
• Variam:
- dependendo do genótipo
- estado de desenvolvimento
ESTRESSE SALINO
No geral: Estresse salino restringe o crescimento das plantas
necrose de
células do sistema
radicular e da parte
aérea
Efeito
Permanente:
Morte da planta
Ambientes com [ ] de sal: Ambiente costeiros
e de estuários](https://image.slidesharecdn.com/estressesambientaisemvegetais-130821140930-phpapp01/85/Estresses-ambientais-em-vegetais-7-320.jpg)
![ESTRESSE SALINO
- não são capazes de se desenvolver em ambientes com elevadas
concentrações salinas
- Ambientes [ ] de sais: Crescimento reduzido
- Lentamente sensíveis: Milho, cebola, citrus, alface, feijão
• Glicófitas: “Plantas doces”
• Moderadamente tolerante: tamareira e
beterraba](https://image.slidesharecdn.com/estressesambientaisemvegetais-130821140930-phpapp01/85/Estresses-ambientais-em-vegetais-10-320.jpg)
Estresses ambientais em vegetais
- 1. 21/08/2013 Prof: Msc. Heitor de Oliveira Braga ESTRESSES AMBIENTAIS EM VEGETAIS
- 2. ORGANIZAÇÃO DO AULA : Tipos de estresses ambientais Introdução: Estresses Ambientais (Conceito e respostas do estresse em vegetais) Principais fatores de estresse Atividade individual
- 3. ESTRESSE Desvio significativo das condições ótimas para a vida (Lancher, 2000) Induz mudanças e respostas em todos os níveis funcionais dos organismos Podem ser: Reversíveis e Permanentes Um Fator externo que exerce uma influência desvantajosa para o vegetal (Taiz & Zeiger, 2002)
- 4. ESTRESSE: - Papel importante - Compreender os processos fisiológicos subjacentes aos danos causados pelo estresse Distribuição de espécies de vegetaisSolo e Clima - Mecanismos de adaptação e aclimatação de plantas a estresses ambientais IMPORTÂNCIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL
- 5. RESPOSTAS DAS PLANTAS AO ESTRESSE ADAPTAÇÃO - Resistência genética determinada adquirida por processo de seleção durante gerações ACLIMATAÇÃO TOLERÂNCIA - Adaptação dos organismos a condições de ambiente diversas das habituais anteriores - Permitem a planta suportar o estresse - Varia de espécie Exemplos: - Ervilha (Pisum sativum): 20ºC - Soja (Glycine Max): 30ºC
- 7. Salinidade: Reduz o crescimento e a fotossíntese de espécies sensíveis INDUZ: Respostas morfológicas, fisiológicas e bioquímicas nas plantas • Variam: - dependendo do genótipo - estado de desenvolvimento ESTRESSE SALINO No geral: Estresse salino restringe o crescimento das plantas necrose de células do sistema radicular e da parte aérea Efeito Permanente: Morte da planta Ambientes com [ ] de sal: Ambiente costeiros e de estuários
- 8. Fatores iônicos Fatores osmóticos Efeitos do sal sobre as plantas: ESTRESSE SALINO Fatores osmóticos: - resulta de elevadas concentrações de sais dissolvidos na solução do solo - reduz o potencial osmótico desta solução - diminui a disponibilidade de água para a planta Fatores iônicos: - refere aos íons absorvidos pela planta
- 9. ESTRESSE SALINO • Apresentam mecanismos de exclusão de Na+ e Cl- : estruturas morfológicas (glândulas secretoras e pêlos vesiculares) glândulas secretoras: eliminam ativamente os sais presentes nas folhas pêlos vesiculares: - Células epidérmicas modificadas - Acumulam sais no protoplasto - Morrem e depois são substituídos por novos • Plantas tolerantes à elevadas concentrações de sal : Halófitas • Apresentam habilidade de extrair sais do solo - Exemplos: Atriplex (erva-sal) : Impactos Ambiental
- 10. ESTRESSE SALINO - não são capazes de se desenvolver em ambientes com elevadas concentrações salinas - Ambientes [ ] de sais: Crescimento reduzido - Lentamente sensíveis: Milho, cebola, citrus, alface, feijão • Glicófitas: “Plantas doces” • Moderadamente tolerante: tamareira e beterraba
- 11. ESTRESSE HÍDRICO Falta ou excesso hídrico Déficit hídrico: Conteúdo de água de um tecido ou célula que está abaixo do conteúdo de água mais alto exibido no estado de maior hidratação * 04/04/2013: Seca e ataque de lagartas prejudicam produtividade da soja na BA (Globo.com) - 52 sacas por hectare caiu para 37 sacas
- 12. • Falta de água Prejudica a produtividade e qualidade de produtos oriundos de vegetais
- 13. DÉFICIT HÍDRICO E A FOTOSSÍNTESE Limita a fotossíntese no cloroplasto
- 14. DEFICIT HÍDRICO E A TRANSLOCAÇÃO DE ASSIMILADOS • Diminui indiretamente a quantidade de fotoassimilados translocados - Reduz a fotossíntese - Reduz o consumo de assimilados das folhas em expansão
- 15. ESTRATÉGIAS DE ACLIMATAÇÃO AO DÉFICIT HÍDRICO • Diminuição da área foliar • Crescimento acentuados das raízes • Fechamento estomático • Abcisão foliar • Melhoramento genético • Ajuste osmótico
- 16. - DIMINUIÇÃO DA ÁREA FOLIAR • Falta de água - Contração celular - Afrouxamento da parede - Redução no turgor: diminuição do volume celular; alongamento das raízes Redução na expansão celular e foliar - ABSCISÃO FOLIAR - Déficit de água: estimula a produção de etileno - Folhas de Gossypium hirsutum: Estresse Hídrico MODERADOHIDRATADAS SEVERO
- 17. - CRESCIMENTO ACENTUADOS DAS RAÍZES - Acentua o aprofundamento das raízes no solo úmido - Com a redução da expansão foliar Sobra mais fotossintetizados para a parte radicular - FECHAMENTO ESTOMÁTICO - Sinal vem geralmente da raízes - Hormônio ABA: Ácido Abcísico - CAUSA: Fechamento dos estômatos, diminuindo a transpiração, inibe o crescimento da planta e o seu desenvolvimento - Inibe a bomba de prótons; Indução da saída de Potássio pelo ABA
- 18. - MELHORAMENTO GENÉTICO - Em estudos: Alta dificuldade - Obtenção de cultivos produtivos, adaptados às condições adversas - Rendimento baixos das culturas - AJUSTE OSMÓTICO - Aumento no conteúdo dos solutos no citosol das células - Auxiliar a manter o equilíbrio hídrico da planta - Solutos acumulados (solutos compatíveis) são: Prolina, álcóois de açucar (sorbitol e manitol) e a amina quartenária (betaína) - Prolina: • Acumulada em função do aumento de glutamato • Um dos principais osmóticos acumulados durante o ajuste osmótico
- 19. - Perda de água e ganho de carbono pela beterraba (Beta vulgaris): com ajuste osmótico; e o feijão-de-corda (Vigna unguiculata): sem ajuste osmótico - Ajuste osmótico promove a tolerância a desidratação - Mas não tem um efeito maior sobre a produtividade
- 20. ANOXIA • DEFICIÊNCIA DE OXIGÊNIO NOS SOLOS (FALTA TOTAL) As raízes: obtêm O2 suficiente para a respiração aeróbica diretamente do espaço gasoso do solo bloqueio da difusão do oxigênio na fase gasosa Hipoxia: Reduzida concentração de O2 SOLOS ALAGADOS:
- 21. ANOXIA • IMPORTÂNCIA DO OXIGÊNIO Altamente eletronegativo : Possui grande capacidade de puxar elétrons Tem importância em vários processos metabólicos da planta: Respiração, Fotorrespiração e reações enzimáticas Importante aceptor de elétrons na cadeia respiratória Falta de oxigênio: Diminui a produção de ATP
- 22. ANOXIA Formação de pneumatóforos (raízes respiratórias) ESTRATÉGIAS PARA OBTENÇÃO DE OXIGÊNIO Presença de muito parênquima aerífero na raiz Plantas aquáticas (Nymphaeae) e arroz irrigado - submersão induz o alongamento celular (etileno) do pecíolo ou entrenós - orgãos são estendidos captação de O2 - Nenúfar: Nymphoides peltata
- 23. ANOXIA Ativação de organismos anaeróbicos: que podem liberar substâncias tóxicas às plantas Danos às raízes: pouco ATP é produzido (energia insuficiente)/ Produção de lactato e etanol: tóxicos para as células Raízes danificadas pela falta de O2 prejudicam a parte aérea: - há deficiência na absorção de íons e no seu transporte para o xilema e deste para a parte aérea - faltam íons nos tecidos em desenvolvimento e expansão • ALTERAÇÕES:
- 24. ANOXIA
- 25. ANOXIA
- 26. ANOXIA Plantas de Sebastiana commersoniana (branquilho) inundadas por dois meses. Em A e B - lenticela caulinar hipertrófica (L) e em B raiz adventícia (Ra) – (Rosana et al.1998)
- 27. ANOXIA • A ocorrência de hipertrofia de lenticelas tem sido relatada em várias espécies arbóreas sujeitas ao alagamento (Medri & Correa 1985, Lobo & Joly 1995, Pimenta et al. 1996, Medri et al. 1998) • Havendo sugestões de que as mesmas são importantes na difusão de oxigênio para as raízes (Pimenta et al. 1996, Medri et al. 1998) • Importantes na eliminação de metabólitos potencialmente tóxicos (Joly 1982, Medri et al. 1998)
- 28. ESTRESSE E OS CHOQUES TÉRMICOS • Plantas: Podem sofrer superaquecimento • ESTRESSE TÉRMICO • Maior parte dos vegetais superiores: Tolerância de 45ºC • Alta temperatura foliar • Déficit hídrico • Células/tecidos que não estão em crescimento ou estão desidratados (sementes) podem sobreviver a temperaturas muito mais altas do que os hidratados ou em crescimento ativo • ALTERAÇÕES: Inibição da fotossíntese antes da respiração: diminuindo a reserva de carboidratos
- 29. ESTRESSE E OS CHOQUES TÉRMICOS • Diminuição da estabilidade das membranas celulares Diminuição da absorção da radiação solar: tricomas e ceras foliares/ folhas pequenas e bem divididas • Excessiva fluidez dos lipídeos de membrana: Perda da função • Diminui a força das ligações de hidrogênio e das interações eletrostáticas entre grupos polares de proteínas na fase aquosa da membrana ADAPTAÇÕES Isolamento térmico da casca: casca com fibras espessas: Proteção contra fogo Produção de proteínas de choque térmico: forma mais efetiva de proteção ao calor – “chaperonas moleculares” – dobramento evitando sua deformação
- 30. RESFRIAMENTO E CONGELAMENTO • Espécies tropicais e subtropicais • Temperaturas de resfriamento são diferentes das de congelamento suscetíveis ao dano por resfriamento • Espécies tropicais: milho, arroz, feijão, algodão, tomate e pepino são sensíveis ao resfriamento • Abaixamento brusco de temperatura causa DANOS POR RESFRIAMENTO: retardando o crescimento
- 31. RESFRIAMENTO E CONGELAMENTO • Dano por resfriamento pode ser minimizado se a exposição ao frio for lenta e gradual • Dano por congelamento ocorre a temperaturas abaixo do ponto de congelamento da água
- 32. RESFRIAMENTO E CONGELAMENTO Respostas ao dano por resfriamento (perda de função de membrana) Folhas danificadas: apresentam inibição da fotossíntese Translocação mais lenta de carboidratos Taxas de respiração mais baixa Inibição de síntese protéica Aumento da degradação de proteínas existentes
- 33. RESFRIAMENTO E CONGELAMENTO • A formação de cristais de gelo e a desidratação de protoplasma matam as células • Algumas lenhosas se aclimatam a temperaturas muito baixas espécies nativas de cerejeiras e ameixeiras elevado grau de tolerância a baixas temperaturas
- 34. RESFRIAMENTO E CONGELAMENTO • Indução gênica durante a aclimatação ao frio A desestabilização de proteínas acompanha tanto o estresse por calor quanto pelo frio A expressão das proteínas anti-congelamento são reguladas por estresse pelo frio Proteínas anticongelamento: liga à superfície dos cristais de gelo para evitar ou retardar seu crescimento Síntese de açúcares e outras substâncias induzidas pelo frio ADAPTAÇÕES
- 35. ATIVIDADE INDIVIDUAL Atividade individual avaliativa para ser entregue na próxima aula: - Fazer uma resenha crítica de um artigo que enfoque a importância e os possíveis impactos econômicos (agricultura/meio ambiente) do estresse ambiental sobre espécies de vegetais do cerrado brasileiro - Pontos distribuídos: dentro dos 10% de pesquisa do total distribuído http://www.portalangels.com/espaco-mulher/como-fazer/como-fazer-uma- resenha-cientifica-dicas.html
- 36. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal. 3ª edição, Porto Alegre: Artmed Editora, 2004. 719p. KERBAUY, G.B., 2004. Fisiologia Vegetal. 1ª edição, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. 452p. LARCHER, W. Ecofisiologia Vegetal. São Carlos: Rima Artes e Textos, 2000. 531p. Fisiologia do estresse: Departamento de Ciências Biológicas – ESALQ/USP – Prof. Dr. Paulo Castro. Fisiologia do estresse: Universidade Federal Rural da Amazônia – Prof. Dr. Roberto Cezar . E-MAIL : [email protected]