Publicação
Physiology of photosynthetic grape berry tissues: the effects of canopy light microclimate and climate stress mitigation strategies
| Resumo: | A cultura da videira tem uma elevada relevância económica e cultural. Atualmente, esta espécie enfrenta desafios difíceis pois, num contexto de alterações climáticas, a severidade dos stresses abióticos está a aumentar, causando impactos negativos na fisiologia da videira, em particular na atividade fotossintética e na regulação do estado hídrico. Desta forma, uma gestão adequada da luz/radiação na copa é essencial para garantir uma boa produção de uvas e vinho. Previamente, mostrámos que o exocarpo e os tegumentos das sementes de bagos de uva de uma casta branca (cv. Alvarinho) foram os tecidos mais fotossinteticamente ativos, que essa atividade variou ao longo das fases de desenvolvimento (verde, véraison e madura) e em resposta ao microclima de luz (LL - luz baixa; e HL - luz alta). No entanto, a função da fotossíntese da uva ainda é amplamente desconhecida. Neste trabalho pretendemos estudar os efeitos desses dois microclimas de luz e de duas estratégias de mitigação do stresse climático - aplicação foliar de caulino e irrigação - na atividade fotossintética, perfil de metabolitos e nos transcritos de genes-alvo desses tecidos do bago de uva, colhidos nessas três fases de desenvolvimento. Estudos por fluorometria de pulso de amplitude modulada (PAM) mostraram que HL aumentou a eficiência quântica máxima (Fv/Fm) e a atividade fotossintética (rETR200) de ambos os tecidos da fase verde. Curiosamente, a aplicação foliar de caulino aumentou a atividade fotossintética dos exocarpos LL da fase verde em comparação com o controlo, enquanto que a irrigação diminuiu a atividade fotossintética das sementes HL nas fases véraison e madura, especialmente nas videiras de parcelas pulverizadas com caulino. Espectrometria de massa por cromatografia líquida (LCMS) revelou que apenas a “irrigação” e o “microclima de luz” levaram a diferenças significativas no perfil de metabolitos dos tecidos do bago. Análises transcricionais por reação em cadeia da polimerase (qPCR) mostraram que os níveis de transcrição de genes codificadores de elementos associados à fotossíntese, clorofila sintetase (VvChlSyn) e ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase (VvRuBisCO), foram regulados positivamente pelo microclima HL. Paralelamente, o estudo de lipidómica mostrou que as sementes LL tiveram níveis mais altos de ácidos gordos livres, enquanto que HL levou à regulação positiva de ceramidas na fase verde e triglicerídeos e glicerofosfolípidos na fase madura. Globalmente, este trabalho fornece evidências sobre a contribuição da fotossíntese para a fisiologia do exocarpo e da semente do bago de uva, bem como novos conhecimentos para uma gestão adequada das práticas vitícolas. |
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| Autores principais: | Garrido, Andreia Raquel Martins |
| Assunto: | Expressão de genes Fotossíntese Medidas de mitigação de curto-prazo - irrigação e caulino Microclima de luz Metabolismo Gene expression Irrigation and kaolin short-term measures Light microclimate Metabolism Photosynthesis Ciências Naturais::Ciências Biológicas |
| Ano: | 2021 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A cultura da videira tem uma elevada relevância económica e cultural. Atualmente, esta espécie enfrenta desafios difíceis pois, num contexto de alterações climáticas, a severidade dos stresses abióticos está a aumentar, causando impactos negativos na fisiologia da videira, em particular na atividade fotossintética e na regulação do estado hídrico. Desta forma, uma gestão adequada da luz/radiação na copa é essencial para garantir uma boa produção de uvas e vinho. Previamente, mostrámos que o exocarpo e os tegumentos das sementes de bagos de uva de uma casta branca (cv. Alvarinho) foram os tecidos mais fotossinteticamente ativos, que essa atividade variou ao longo das fases de desenvolvimento (verde, véraison e madura) e em resposta ao microclima de luz (LL - luz baixa; e HL - luz alta). No entanto, a função da fotossíntese da uva ainda é amplamente desconhecida. Neste trabalho pretendemos estudar os efeitos desses dois microclimas de luz e de duas estratégias de mitigação do stresse climático - aplicação foliar de caulino e irrigação - na atividade fotossintética, perfil de metabolitos e nos transcritos de genes-alvo desses tecidos do bago de uva, colhidos nessas três fases de desenvolvimento. Estudos por fluorometria de pulso de amplitude modulada (PAM) mostraram que HL aumentou a eficiência quântica máxima (Fv/Fm) e a atividade fotossintética (rETR200) de ambos os tecidos da fase verde. Curiosamente, a aplicação foliar de caulino aumentou a atividade fotossintética dos exocarpos LL da fase verde em comparação com o controlo, enquanto que a irrigação diminuiu a atividade fotossintética das sementes HL nas fases véraison e madura, especialmente nas videiras de parcelas pulverizadas com caulino. Espectrometria de massa por cromatografia líquida (LCMS) revelou que apenas a “irrigação” e o “microclima de luz” levaram a diferenças significativas no perfil de metabolitos dos tecidos do bago. Análises transcricionais por reação em cadeia da polimerase (qPCR) mostraram que os níveis de transcrição de genes codificadores de elementos associados à fotossíntese, clorofila sintetase (VvChlSyn) e ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase (VvRuBisCO), foram regulados positivamente pelo microclima HL. Paralelamente, o estudo de lipidómica mostrou que as sementes LL tiveram níveis mais altos de ácidos gordos livres, enquanto que HL levou à regulação positiva de ceramidas na fase verde e triglicerídeos e glicerofosfolípidos na fase madura. Globalmente, este trabalho fornece evidências sobre a contribuição da fotossíntese para a fisiologia do exocarpo e da semente do bago de uva, bem como novos conhecimentos para uma gestão adequada das práticas vitícolas. |
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