Publicação

Tolerance response of tomato plants (Solanum lycopersicum L.) to climate change: biochemical and molecular aspects of salinity- and/or heat-induced stress

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Devido à atual instabilidade climática, é esperado que a frequência e intensidade de situações de stresse abiótico, como a salinidade do solo e as temperaturas elevadas, sejam agravadas, colocando em risco a produção agrícola e a segurança alimentar. Apesar dos impactos causados pela exposição individual ao sal e ao calor já terem sido extensivamente estudados, os efeitos da sua potencial interação ainda não são claros. De forma a colmatar esta lacuna de conhecimento, plantas de tomateiro (Solanum lycopersicum var. cerasiforme) foram expostas a uma situação de salinidade [100 mM cloreto de sódio (NaCl)] e/ou temperatura elevada (42 °C; 4 h d -1 ) durante 21 dias para a avaliação das respostas fisiológicas e bioquímicas, bem como do desempenho fotossintético. O crescimento das plantas foi negativamente afetado por todos os tratamentos, porém a combinação impôs um efeito mais severo no tamanho e na produção de biomassa de ambos os órgãos, bem como no conteúdo de pigmentos fotossintéticos. Além disso, a co-exposição levou a uma maior desregulação do equilíbrio iónico: o sódio (Na+ ) foi muito mais acumulado e o oposto se verificou para o potássio (K+ ), magnésio (Mg2+) e cálcio (Ca2+). Apesar disso, não foi observada a sobreacumulação de espécies reativas de oxigénio nem se detetaram sinais de dano oxidativo, devido à potenciação de metabolitos e enzimas antioxidantes. Paralelamente, e no que diz respeito à eficiência fotossintética, o tratamento combinado levou ao aumento do rendimento quântico do fotossistema II (PSII), o que resultou, provavelmente, da diminuição da área foliar específica e de uma convergência ou fortalecimento das vias de defesa. No entanto, a inibição da expressão de genes relacionados com o PSII (D1 e CP47) e o aumento de processos não fotoquímicos em todas as condições de stresse, levam a crer que o tratamento combinado tenha causado danos no aparelho fotossintético. Por último, um padrão distinto pôde ser observado nos parâmetros relacionados com trocas gasosas, onde apenas a salinidade (individualmente ou em combinação) afetou negativamente a condutância estomática, a taxa de transpiração, e a assimilação de carbono. Relativamente ao perfil de expressão das subunidades da ribulose-1,5-bifosfato carboxilase-oxigenase, todos os tratamentos inibiram os níveis de RbcS. Contudo, enquanto o calor diminuiu a expressão de RbcL, o sal induziu o efeito contrário, sendo que a sua combinação não afetou a expressão deste gene. Em suma, a redução drástica no crescimento não parece advir de danos oxidativos nem apenas de danos na maquinaria fotossintética, já que os efeitos negativos observados nas plantas sob stresse combinado não foram mais pronunciados do que nos individuais. Portanto, é plausível que o efeito mais severo no crescimento possa resultar de uma maior realocação de recursos para as vias de defesa ou da interrupção dos mecanismos de crescimento, como a expansão e divisão celular, devido ao aumento da toxicidade de Na+ e a um desequilíbrio nutricional.
Autores principais:	Rodrigues, Francisca Monteiro
Assunto:	Fotossíntese Sistema antioxidante Stresse combinado Stresse oxidativo Tomate cherry Antioxidant system Cherry tomato Combined stress Oxidative stress Photosynthesis
Ano:	2022
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	inglês
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho

Descrição
Resumo:	Devido à atual instabilidade climática, é esperado que a frequência e intensidade de situações de stresse abiótico, como a salinidade do solo e as temperaturas elevadas, sejam agravadas, colocando em risco a produção agrícola e a segurança alimentar. Apesar dos impactos causados pela exposição individual ao sal e ao calor já terem sido extensivamente estudados, os efeitos da sua potencial interação ainda não são claros. De forma a colmatar esta lacuna de conhecimento, plantas de tomateiro (Solanum lycopersicum var. cerasiforme) foram expostas a uma situação de salinidade [100 mM cloreto de sódio (NaCl)] e/ou temperatura elevada (42 °C; 4 h d -1 ) durante 21 dias para a avaliação das respostas fisiológicas e bioquímicas, bem como do desempenho fotossintético. O crescimento das plantas foi negativamente afetado por todos os tratamentos, porém a combinação impôs um efeito mais severo no tamanho e na produção de biomassa de ambos os órgãos, bem como no conteúdo de pigmentos fotossintéticos. Além disso, a co-exposição levou a uma maior desregulação do equilíbrio iónico: o sódio (Na+ ) foi muito mais acumulado e o oposto se verificou para o potássio (K+ ), magnésio (Mg2+) e cálcio (Ca2+). Apesar disso, não foi observada a sobreacumulação de espécies reativas de oxigénio nem se detetaram sinais de dano oxidativo, devido à potenciação de metabolitos e enzimas antioxidantes. Paralelamente, e no que diz respeito à eficiência fotossintética, o tratamento combinado levou ao aumento do rendimento quântico do fotossistema II (PSII), o que resultou, provavelmente, da diminuição da área foliar específica e de uma convergência ou fortalecimento das vias de defesa. No entanto, a inibição da expressão de genes relacionados com o PSII (D1 e CP47) e o aumento de processos não fotoquímicos em todas as condições de stresse, levam a crer que o tratamento combinado tenha causado danos no aparelho fotossintético. Por último, um padrão distinto pôde ser observado nos parâmetros relacionados com trocas gasosas, onde apenas a salinidade (individualmente ou em combinação) afetou negativamente a condutância estomática, a taxa de transpiração, e a assimilação de carbono. Relativamente ao perfil de expressão das subunidades da ribulose-1,5-bifosfato carboxilase-oxigenase, todos os tratamentos inibiram os níveis de RbcS. Contudo, enquanto o calor diminuiu a expressão de RbcL, o sal induziu o efeito contrário, sendo que a sua combinação não afetou a expressão deste gene. Em suma, a redução drástica no crescimento não parece advir de danos oxidativos nem apenas de danos na maquinaria fotossintética, já que os efeitos negativos observados nas plantas sob stresse combinado não foram mais pronunciados do que nos individuais. Portanto, é plausível que o efeito mais severo no crescimento possa resultar de uma maior realocação de recursos para as vias de defesa ou da interrupção dos mecanismos de crescimento, como a expansão e divisão celular, devido ao aumento da toxicidade de Na+ e a um desequilíbrio nutricional.