Publicação

Understanding vine response to Mediterranean summer stress for the development of rationale adaptation strategies: the kaolin case

Detalhes bibliográficos
Resumo:	As previsões climáticas até ao final do presente século apontam para alterações globais nos ecossistemas vitivinícolas e nos respetivos contextos económicos e sociais. Nesse sentido, espera-se que a influência combinada de diversos fatores ambientais em regiões com clima tipicamente mediterrânico (luz e temperatura elevadas e baixa disponibilidade hídrica) possa prejudicar os mecanismos intrínsecos de resistência da videira, diminuindo consequentemente a respetiva produtividade e qualidade das uvas. Embora a videira seja considerada uma espécie geneticamente resistente a esses stresses abióticos, tais mecanismos poderão ser insuficientes para evitar consequências nefastas no normal desenvolvimento vegetativo e reprodutivo. Assim, a adequada interação entre múltiplos fatores ambientais e vitícolas (p.ex. clima, casta, porta-enxerto e práticas culturais) representa um desafio efetivo e emergente para a sustentabilidade da viticultura Mediterrânea. A aplicação foliar de caulino é uma estratégia de curto prazo amplamente conhecida e aplicada em várias culturas frutícolas porque incrementa a reflexão das radiações ultravioleta, visível e infravermelha, reduzindo a temperatura foliar e a consequente suscetibilidade ao escaldão de folhas e frutos. Contudo, no caso específico da videira, variáveis como a casta, estado hídrico, práticas culturais, fenologia e condições edafoclimáticas podem determinar a sua maior ou menor eficácia. Face ao exposto, nesta tese estudou-se o efeito do caulino (5%) nas castas Touriga-Franca (TF) e Touriga-Nacional (TN) implantadas em duas Regiões Demarcadas portuguesas (Douro e Alentejo) durante dois anos consecutivos(2017 e 2018; 2017 foi mais quente e seco que 2018 devido à ocorrência de duas ondas de calor e baixos níveis de precipitação). Várias metodologias de cariz fisiológico, bioquímico e molecular foram usadas para monitorizar as respostas das videiras durante o período estival, especialmente nas fases do pintor e próximo da vindima. Com o intuito de avaliar as funções foto / termoprotetoras do caulino, estudou-se detalhadamente as relações entre a aplicação desta argila e a acumulação de pigmentos fotossintéticos, o metabolismo de carotenóides, a regulação do ciclo das xantofilas e o possível envolvimento nos processos de quenching não fotoquímico (NPQ). Ao nível do fruto, foram igualmente avaliados vários atributos de qualidade, bem como o conteúdo hormonal e atividade anti-radicalar desde o pintor até à plena maturação. Os resultados demonstraram que os efeitos benéficos do caulino foram maioritariamente observados em 2017. Sucintamente, foi evidente uma melhoria da eficiência intrínseca do uso da água (23% no Douro e 13% no Alentejo), das taxas de assimilação de CO2 (PN; 72% no Douro e 25% no Alentejo) e do teor em açúcares solúveis, assim como uma menor acumulação de alguns reguladores de crescimento, nomeadamente de ácido abscísico (ABA) e de ácido salicílico (SA) à vindima. Relativamente aos pigmentos fotossintéticos, os efeitos do caulino variaram consoante a região: no Douro, ao longo do verão de 2017, as folhas tratadas com caulino apresentaram menor teor em clorofila e carotenoides e maior decréscimo de NPQ à vindima. Em contrapartida, no Alentejo as plantas TN tratadas com caulino apresentaram um aumento significativo do teor de clorofila enquanto na TF não se registaram alterações significativas, indicando que supostamente a aplicação de caulino nesta casta, nas condições ambientais prevalecentes, não foi tão necessária. Quanto aos carotenoides individuais, os respetivos teores aumentaram nas folhas tratadas de ambas as castas e locais, com uma concomitante regulação positiva da expressão dos genes da violaxantina de-epoxidase (VvVDE1) e da zeaxantina epoxidase (VvZEP1), indicando uma regulação otimizada do ciclo das xantofilas. Simultaneamente, o estado de de-epoxidação (DPS) e os valores de NPQ foram menores nas folhas tratadas, sugerindo uma modulação indireta das xantofilas nos processos de dissipação de energia durante o verão. Em 2017, à vindima, apenas nos bagos da TF das duas parcelas experimentais, constatou-se também que o efeito do caulino contribuiu para o aumento dos níveis de ABA e SA, assim como para uma ligeira melhoria na respetiva conservação da acidez. Embora a acumulação de antocianinas nos bagos não tenha sido consistente, no tratamento com caulino registámos maiores teores de flavonóides, orto-difenóis e taninos em 2017. Em contrapartida, em 2018, os bagos de TF e TN tratadas com caulino apresentaram menor acumulação de ABA e SA. Também se observou uma redução geral do teor de açúcares solúveis, sem comprometer os níveis de ácido málico e tartárico, bem como a produção de espécies reativas de oxigénio (ROS), durante o amadurecimento. Resumidamente, o trabalho desenvolvido no âmbito desta tese realçou a complexidade de estudar as respostas da videira ao stresse estival e respetivas associações com características varietais, variabilidade climática e eficácia do caulino. Dado que a ação deste protetor aparentou ser mais robusta em anos mais quentes e secos, esta estratégia reúne boas indicações para ser considerada uma prática sustentável para minimizar os impactos do stresse estival em videiras cultivadas em regiões de clima tipicamente mediterrânico fortemente ameaçadas pelas alterações climáticas.
Autores principais:	Bernardo, Sara Silva
Assunto:	fisiologia da videira fitohormonas
Ano:	2021
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório da UTAD

Descrição
Resumo:	As previsões climáticas até ao final do presente século apontam para alterações globais nos ecossistemas vitivinícolas e nos respetivos contextos económicos e sociais. Nesse sentido, espera-se que a influência combinada de diversos fatores ambientais em regiões com clima tipicamente mediterrânico (luz e temperatura elevadas e baixa disponibilidade hídrica) possa prejudicar os mecanismos intrínsecos de resistência da videira, diminuindo consequentemente a respetiva produtividade e qualidade das uvas. Embora a videira seja considerada uma espécie geneticamente resistente a esses stresses abióticos, tais mecanismos poderão ser insuficientes para evitar consequências nefastas no normal desenvolvimento vegetativo e reprodutivo. Assim, a adequada interação entre múltiplos fatores ambientais e vitícolas (p.ex. clima, casta, porta-enxerto e práticas culturais) representa um desafio efetivo e emergente para a sustentabilidade da viticultura Mediterrânea. A aplicação foliar de caulino é uma estratégia de curto prazo amplamente conhecida e aplicada em várias culturas frutícolas porque incrementa a reflexão das radiações ultravioleta, visível e infravermelha, reduzindo a temperatura foliar e a consequente suscetibilidade ao escaldão de folhas e frutos. Contudo, no caso específico da videira, variáveis como a casta, estado hídrico, práticas culturais, fenologia e condições edafoclimáticas podem determinar a sua maior ou menor eficácia. Face ao exposto, nesta tese estudou-se o efeito do caulino (5%) nas castas Touriga-Franca (TF) e Touriga-Nacional (TN) implantadas em duas Regiões Demarcadas portuguesas (Douro e Alentejo) durante dois anos consecutivos(2017 e 2018; 2017 foi mais quente e seco que 2018 devido à ocorrência de duas ondas de calor e baixos níveis de precipitação). Várias metodologias de cariz fisiológico, bioquímico e molecular foram usadas para monitorizar as respostas das videiras durante o período estival, especialmente nas fases do pintor e próximo da vindima. Com o intuito de avaliar as funções foto / termoprotetoras do caulino, estudou-se detalhadamente as relações entre a aplicação desta argila e a acumulação de pigmentos fotossintéticos, o metabolismo de carotenóides, a regulação do ciclo das xantofilas e o possível envolvimento nos processos de quenching não fotoquímico (NPQ). Ao nível do fruto, foram igualmente avaliados vários atributos de qualidade, bem como o conteúdo hormonal e atividade anti-radicalar desde o pintor até à plena maturação. Os resultados demonstraram que os efeitos benéficos do caulino foram maioritariamente observados em 2017. Sucintamente, foi evidente uma melhoria da eficiência intrínseca do uso da água (23% no Douro e 13% no Alentejo), das taxas de assimilação de CO2 (PN; 72% no Douro e 25% no Alentejo) e do teor em açúcares solúveis, assim como uma menor acumulação de alguns reguladores de crescimento, nomeadamente de ácido abscísico (ABA) e de ácido salicílico (SA) à vindima. Relativamente aos pigmentos fotossintéticos, os efeitos do caulino variaram consoante a região: no Douro, ao longo do verão de 2017, as folhas tratadas com caulino apresentaram menor teor em clorofila e carotenoides e maior decréscimo de NPQ à vindima. Em contrapartida, no Alentejo as plantas TN tratadas com caulino apresentaram um aumento significativo do teor de clorofila enquanto na TF não se registaram alterações significativas, indicando que supostamente a aplicação de caulino nesta casta, nas condições ambientais prevalecentes, não foi tão necessária. Quanto aos carotenoides individuais, os respetivos teores aumentaram nas folhas tratadas de ambas as castas e locais, com uma concomitante regulação positiva da expressão dos genes da violaxantina de-epoxidase (VvVDE1) e da zeaxantina epoxidase (VvZEP1), indicando uma regulação otimizada do ciclo das xantofilas. Simultaneamente, o estado de de-epoxidação (DPS) e os valores de NPQ foram menores nas folhas tratadas, sugerindo uma modulação indireta das xantofilas nos processos de dissipação de energia durante o verão. Em 2017, à vindima, apenas nos bagos da TF das duas parcelas experimentais, constatou-se também que o efeito do caulino contribuiu para o aumento dos níveis de ABA e SA, assim como para uma ligeira melhoria na respetiva conservação da acidez. Embora a acumulação de antocianinas nos bagos não tenha sido consistente, no tratamento com caulino registámos maiores teores de flavonóides, orto-difenóis e taninos em 2017. Em contrapartida, em 2018, os bagos de TF e TN tratadas com caulino apresentaram menor acumulação de ABA e SA. Também se observou uma redução geral do teor de açúcares solúveis, sem comprometer os níveis de ácido málico e tartárico, bem como a produção de espécies reativas de oxigénio (ROS), durante o amadurecimento. Resumidamente, o trabalho desenvolvido no âmbito desta tese realçou a complexidade de estudar as respostas da videira ao stresse estival e respetivas associações com características varietais, variabilidade climática e eficácia do caulino. Dado que a ação deste protetor aparentou ser mais robusta em anos mais quentes e secos, esta estratégia reúne boas indicações para ser considerada uma prática sustentável para minimizar os impactos do stresse estival em videiras cultivadas em regiões de clima tipicamente mediterrânico fortemente ameaçadas pelas alterações climáticas.