DESVENDANDO TRAÇOS FISIOLÓGICOS DE Jatropha curcas, PLANTA MATRIZ DO BIODIESEL, PARA SUPERAR CONDIÇÕES DE SALINIDADE

Autores

DOI:

https://doi.org/10.1590/1983-21252020v33n217rc

Palavras-chave:

Pinhão-manso. Estresse salino. Trocas gasosas. SOS1. HKT1.

Resumo

Os sistemas de terras secas se espalham por todo o mundo e compreendem 41,3% da área terrestre, que hospeda 34,7% da população global; é conveniente propor culturas capazes de crescer nessas áreas. Jatropha curcas é uma planta adaptada às regiões áridas e semiáridas, bem como às condições sub-úmidas; é uma fonte potencial de biodiesel. O desafio é entender a fisiologia da J. curcas que lhe permite viver em condições salinas e secas. As sementes de J. curcas utilizadas são provenientes da província de Ciego de Ávila, Cuba. Plântulas de sete dias em vasos de 1,5 L com solução Hoagland de meia força foram cultivadas durante 42 dias em condições semi-controladas. O NaCl adicionado às soluções em vasos forneceu tratamentos de 75 ou 150 mM por 240 h antes das avaliações. O crescimento foliar, a fotossíntese líquida e a área de poros estomáticos foram afetados pelo NaCl 150 mM. O quenching não fotoquímico das folhas foi alterado apenas por NaCl 150 mM após 24 h; a taxa de transporte de elétrons teve uma tendência a diminuir nas folhas em condições salinas. O padrão de expressão gênica mudou para SOS1 e HKT1 de acordo com o NaCl usado no meio, indicando mecanismo ativo para lidar com Na+ na célula. Em geral, as plantas de J. curcas de Cuba conseguiram crescer e realizar fotossíntese sob NaCl 75 mM, o que representa 7 dS m-1, uma condição que restringe o crescimento para muitas espécies de plantas.

 

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Biografia do Autor

Cristiane Elizabeth Costa de Macêdo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN

Possui graduação em Ciencias Biologicas Bacharelado pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (1985), graduação em Ciencias Biologicas Licenciatura pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (1986), mestrado em Diplome Detudes Approfondies En Biologie - Universite Catholique de Louvain (1993) e doutorado em Doctorat En Science - Universite Catholique de Louvain (1998). Atualmente é professor adjunto iv da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Tem experiência na área de Botânica, com ênfase em Fisiologia de Estresses Abioticos, atuando principalmente nos seguintes temas: salinidade e deficit hidrico.

Josemir Moura Maia, 5Universidade Estadual da Paraíba, Catolé do Rocha, PB

O Professor Dr. Josemir Moura Maia é Biólogo , Mestre e Doutor em Bioquímica Vegetal pela Universidade Federal do Ceará. Atualmente é Professor do Bacharelado em Agronomia e do Mestrado em Ciências Agrárias da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB); Líder do Grupo de Pesquisas e Estudos em Biotecnologia da Produção Vegetal no Semiárido (BIOPROVESA/CNPq); Chefe Adjunto do Departamento de Agrárias e Exatas/UEPB; Diretor de Incubação Empresarial na Agência de Inovação Tecnológica (INOVATEC/UEPB); Coordenador do Laboratório de Tecnologias da Produção Vegetal (LAPROV); Membro fundador da Sociedade Científica do Semiárido Brasileiro (SCSB) e CEO do Instituto de Pesquisas Aplicadas ao Semiárido (IPASA). É inventor com duas patentes de tecnologias para laboratórios de agronomia, especialista em Fisiologia e Metabolismo Antioxidativo de plantas sob salinidade e seca e consultor em empreendedorismo universitário e inovação. Autor de 23 artigos científicos e duas patentes, revisor de diversos periódicos internacionais e coordenador institucional do convênio UEPB/Universidad de La Havana. Atualmente desenvolve pesquisas relacionadas ao uso do silício e de técnicas de enxertia na mitigação da seca em fruteiras tropicais. É também atuante em movimentos que promovem o desenvolvimento científico e tecnológico do semiárido brasileiro. Nesse espectro, ele fundou em 2015 a SCSB, que reúne atualmente pesquisadores de nove instituições do semiárido brasileiro, e agora, está encaminhando a consolidação do IPASA, Instituto privado que propõe atuar como editora científica, facilitar o gerenciamento administrativo e financeiro de projetos de pesquisa relacionados à regiões semiáridas do mundo, bem como promover o empreendedorismo científico inovador voltado para a sustentabilidade de zonas áridas e semiáridas. Nesse último, atualmente tutora e incuba uma StartUp no LAPROV e busca consolidar uma Incubadora de Empresas Tecnológicas em sua região.

Referências

ALLBED, A.; KUMAR, L. Soil salinity mapping and monitoring in arid and semi-arid regions using remote sensing technology: A review. Advances in Remote Sensing, 2: 373-385, 2013.

BATOOL, N.; SHAHZAD, A.; NOSHIN, I. Plants and salt stress. International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 7: 582, 2014.

BOYER, J. S. Leaf enlargement and metabolic rates in corn, soybean, and sunflower at various leaf water potentials. Plant Physiology, 46: 233-235, 1970.

BRADFORD, K. J.; HSIAO, T. C. Physiological responses to moderate water stress. In: Lange, O. L.; Nobel, P. S.; Osmond, C. B.; Ziegler, H. (Eds.). Physiological plant ecology II. Springer, Berlin, Heidelberg, 1982. v. 12B, cap. 9, p. 263-324.

BRUGNOLI, E.; BJÖRKMAN, O. Growth of cotton under continuous salinity stress: influence on allocation pattern, stomatal and non-stomatal components of photosynthesis and dissipation of excess light energy. Planta, 187: 335-347, 1992.

CHAVES, M. M.; FLEXAS, J.; PINHEIRO, C. Photosynthesis under drought and salt stress: regulation mechanisms from whole plant to cell. Annals of Botany, 103: 551-560, 2009.

CONNOR, D. J.; JONES, T. R. Response of sunflower to strategies of irrigation II. Morphological and physiological responses to water stress. Field Crops Research, 12: 91-103, 1985.

DELFINE, S. et al. Restrictions to carbon dioxide conductance and photosynthesis in spinach leaves recovering from salt stress. Plant Physiology, 119: 1101-1106, 1999.

DÍAZ-LÓPEZ, L. et al. The tolerance of Jatropha curcas seedlings to NaCl: An ecophysiological analysis. Plant Physiology and Biochemistry, 54: 34-42, 2012.

GULEN, H.; ERIS, A. Effect of heat stress on peroxidase activity and total protein content in strawberry plants.Plant Science, 166: 739-744, 2004.

HOAGLAND, D. R.; ARNON, D. I. The water-culture method for growing plants without soil.California Agricultural Experiment Station Circular, 347: 1-32, 1950.

HUNT, R. Relative growth rates. In: HUNT, R. (Ed.) Basic Growth Analysis. Springer, Dordrecht, 1990. cap. 3, p. 25-34.

IRIGOYEN, J. J.; EMERICH, D. W.; SANCHEZ-DIAZ, M. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia Plantarum, 84: 55-60, 1992.

JIANG, C. et al. Effect of exogenous selenium supply on photosynthesis, Na+ accumulation and antioxidative capacity of maize (Zea mays L.) under salinity stress. Scientific reports, 7: 1-14, 2017.

KRAMER, P. J.; BOYER, J. S. Water relations of plants and soils. San Diego, Academic Press, 1995. 495 p.

LAWLOR, D. W. Limitation to photosynthesis in water-stressed leaves: stomata vs. metabolism and the role of ATP. Annals of Botany, 89: 871-885, 2002.

MEDERSKI, H. J.; CHEN, L. H.; CURRY, R. B. Effect of leaf water deficit on stomatal and nonstomatal regulation of net carbon dioxide assimilation. Plant Physiology, 55: 589-593, 1975.

MITEVA, T. S.; ZHELEV, N. Z.; POPOVA, L. P. Effect of salinity on the synthesis of Ribulose-1,5-bisphosphate Carboxylase/Oxygenase in barley leaves. Journal of Plant Physiology, 140: 46-51, 1992.

MOORE, J. P. et al. Adaptations of higher plant cell walls to water loss: drought vs desiccation. Physiologia Plantarum, 134: 237-245, 2008.

MUNNS, R. Comparative physiology of salt and water stress. Plant, Cell and Environment, 25: 239-250, 2002.

PESSARAKLI, M.; HUBER, J. T.; TUCKER, T. C. Dry matter yield, nitrogen absorption, and water uptake by sweet corn under salt stress. Journal of Plant Nutrition, 12: 279-290, 1989.

RAD, M. R. N. et al. Gene action for physiological parameters and use of relative water content (RWC) for selection of tolerant and high yield genotypes in F2 population of wheat. Australian Journal of Crop Science, 7: 407, 2013.

RAJ, S.; MOHAN, S. Impact on proline content of Jatropha curcas in fly ash amended soil with respect to heavy metals. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 8: 244-247, 2016.

ROHÁČEK, K.; SOUKUPOVÁ J.; BARTÁK M. Chlorophyll fluorescence: A wonderful tool to study plant physiology and plant stress. In: SCHOEFS, B. (Ed.). Plant Cell Compartments. Kerala: Research Signpost, 2008. v. 2, cap. 3, p. 41-104.

SAPETA, H. et al. Drought stress response in Jatropha curcas: growth and physiology. Environmental and Experimental Botany, 85: 76-84, 2013.

SEEMANN, J.; SHARKEY T. D. Salinity and nitrogen effects on photosynthesis, Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase and metabolite pool sizes in Phaseolus vulgaris L. Plant Physiology, 82: 555-560, 1986.

SHIRIVASTAVA, P.; KUMAR, R. Soil salinity: A serious environmental issue and plant growth promoting bacteria as one of the tools for its alleviation. Saudi Journal of Biological Sciences, 22: 123-131, 2015.

SILVA, E. N. et al. Photosynthetic and antioxidant responses of Jatropha curcas plants to heat stress: on the relative sensitivity of shoots and roots. Journal of Plant Growth Regulation, 37: 255-265, 2018.

SLAVIK, B. Methods of studying plant water relations. Heidelberg - Berlin, Springer-Verlag NewYork, 1974. 449 p.

STITT, M.; ZEEMAN, S. C. Starch turnover: pathways, regulation and role in growth. Current Opinion in Plant Biology, 15: 282-292, 2012.

TAKAHASHI, S.; BADGER, M. R. Photoprotection in plants: a new light on photosystem II damage. Trends in Plant Science, 6: 53-60, 2011.

TARDIEU, F.; GRANIER, C.; MULLER, B. Water deficit and growth. Co-ordinating processes without an orchestrator? Current Opinion in Plant Biology, 14: 283-289, 2011.

WANG, Y.; NII, N. Changes in chlorophyll, ribulose bisphosphate carboxylase-oxygenase, glycine betaine content, photosynthesis and transpiration in Amaranthus tricolor leaves during salt stress. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 75: 623-627, 2015.

ZHANG, L. et al. Global analysis of gene expression profiles in Physic Nut (L.) seedlings exposed to salt stress. PLOS ONE, 9: e97878, 2014.

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Publicado

22-05-2020

Edição

Seção

Ciências Florestais