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Crescimento, metabolismo do carbono e partição de assimilados, em resposta à manipulação da razão fonte:dreno, em Coffea arabica L. sob condições de campo
(Universidade Federal de Viçosa, 2007) Cunha, Roberto Lisboa; DaMatta, Fábio Murilo; Universidade Federal de Viçosa
Alterações no crescimento vegetativo, nas trocas gasosas, nos parâmetros de fluorescência da clorofila a, no metabolismo de carboidratos e no particionamento do 14carbono, em resposta à manipulação da relação fonte:dreno, foram investigadas em plantas de café cultivadas em campo. Essas manipulações foram realizadas por meio de desfrutificação e desfolhamento controlados, visando-se induzir alterações na capacidade fotossintética das folhas. Os tratamentos consistiram de: (i) remoção de todos os frutos e 100% da área foliar (T1); (ii) metade da carga de frutos e 100% da área foliar (T2); e (iii) carga completa de frutos e 50% da área foliar (T3). As avaliações de crescimento foram realizadas a partir da aplicação dos tratamentos quando os frutos atingiram o estádio chumbinho, enquanto as trocas gasosas e análises fotoquímicas e metabólicas foram avaliadas durante a fase linear de ganho de massa seca dos frutos. As taxas de crescimento de ramos plagiotrópicos, do número de nós formados e do ganho de área foliar foram significativamente menores nas plantas do tratamento T3 em relação às de T1. A massa seca média dos frutos foi significativamente maior em T2 que em T3. Por outro lado, a produção de frutos-bóia por planta e a abscisão de frutos por ramo foram maiores em T3 que em T2. Além disso, plantas do tratamento T3 apresentaram valores mais negativos de composição isotópica do carbono, porém maiores taxas diárias de assimilação de carbono e condutância estomática, além de menor temperatura foliar (particularmente durante os períodos mais quentes). De modo geral, a alteração na razão fonte:dreno promoveu pouca ou nenhuma alteração (i) na atividade das enzimas do metabolismo do carbono (carboxilase/oxigenase da ribulose-1,5-bisfosfato, pirofosforilase da ADP-glicose, invertase ácida, sintase da sacarose, sintase da sacarose fosfato, bisfosfatase da frutose-1,6-bisfosfato, fosforilase do amido, desidrogenase do gliceraldeído-3-fosfato), (ii) na concentração de glicose, frutose, sacarose e amido, (iii) na concentração dos intermediários fosforilados (RuBP, glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato, glicose-1-fosfato e ortofosfato), assim como (iv) no partição de 14C recentemente fixado. Em conjunto, os resultados indicam que a redução na razão fonte:dreno pode afetar positivamente a fotossíntese, via aumentos na condutância estomática, porém sem alterar a fotoquímica e a bioquímica da fotossíntese durante a fase de rápido crescimento dos frutos do cafeeiro.
Fotossíntese e mecanismos de proteção contra escaldadura em Coffea arabica L., cultivado em campo sob dois níveis de irradiância
(2005) Chaves, Agnaldo Rodrigues de Melo; DaMatta, Fábio Murilo; Ribeiro, Aristides; Pinheiro, Hugo Alves; Moraes, Gustavo Adolfo Bevitori Kling de; Batista, Karine D.; Dias, Paulo Cesar; Araújo, Wagner; Caten, Ângela Ten; Ronchi, Cláudio Pagotto; Cunha, Roberto Lisboa; Loureiro, Marcelo Ehlers; Embrapa - Café
Procurou-se identificar potenciais mecanismos de proteção contra a escaldadura em cafeeiros cultivadas no campo, sob 50 e 100% da luz natural incidente. Foram analisadas folhas das faces do renque completamente expostas à luz, em três épocas: agosto e dezembro de 2003 e outubro de 2004. A fotossíntese líquida foi muito baixa e similar nas plantas de ambos regimes de luz em todas as épocas, especialmente à tarde. Tendência semelhante foi observada para a atividade da rubisco. Observou-se fotoinibição crônica em agosto e uma discreta fotoinibição dinâmica em dezembro e outubro nas plantas de ambos tratamentos. O ângulo foliar foi sempre maior nas plantas a pleno sol em relação às sob sombra. Na maioria das amostragens, a taxa de transporte de elétrons foi semelhante em plantas de ambos tratamentos. Verificou-se tendência de maiores níveis de ascorbato nas plantas a pleno sol que naquelas sob sombra. Não se observaram diferenças substanciais nas atividades das principais enzimas antioxidantes, bem como na extensão de danos celulares, entre plantas ao sol ou à sombra. Em suma, os resultados indicam que o sombreamento não resultaria em proteção adicional contra a escaldadura nas folhas mais expostas, tampouco contribuiria decisivamente para maximizar as trocas gasosas dessas folhas, mas poderia limitar grandemente a fotossíntese da folhagem mais interna, em função da menor disponibilidade de luz. Isso parece explicar, em boa extensão, o porquê de o sombreamento resultar em reduções na produtividade de cafezais, pelo menos em regiões com características climáticas próximas às ótimas para a cafeicultura.
Limitações da fotossíntese em folhas de diferentes posições da copa do cafeeiro (Coffea arabica L.).
(2007) Araújo, Wagner Luiz; Dias, Paulo Cesar; Moraes, Gustavo Adolfo Bevitori Kling de; Celin, Elaine F.; Cunha, Roberto Lisboa; Chaves, Agnaldo Rodrigues de Melo; Caten, Ângela Ten; Batista, Karine D.; Pompelli, Marcelo Francisco; Carretero, Diego Martins; DaMatta, Fábio Murilo; Embrapa - Café
Neste estudo investigaram-se as estratégias fisiológicas e bioquímicas envolvidas na aclimatação da maquinaria fotossintética, em diferentes posições da copado cafeeiro, em função da atenuação da irradiância interceptada, ao longo do dossel, em plantas cultivadas em campo. A taxa de assimilação líquida do carbono (A) foi maior (135%) nas folhas superiores, ao passo que a razão entre a concentração interna e ambiente de CO2 (Ci/Ca) foi sempre maior, e a composição isotópica do carbono menor, nas folhas inferiores, enquanto valores similares das condutâncias estomática (gs) e mesofílica (gm) foram observados, comparando-se folhas superiores e inferiores. Apesar da baixa disponibilidade de luz, observada nos estratos inferiores, tanto as irradiâncias de compensação como a de saturação foram similares entre folhas superiores e inferiores. O rendimento quântico aparente também foi similar entre faces e estratos. A taxa de assimilação líquida de carbono saturada pela luz foi relativamente baixa, mesmo nas folhas superiores, indicando que limitações outras, além da luz, podem estar largamente associadas às baixas taxas fotossintéticas do cafeeiro. Com efeito, estes resultados, juntamente com os obtidos a partir das curvas A/Ci, sugerem que: (i) as causas da variação espacial das taxas fotossintéticas em folhas recém-expandidas não foram resultantes de limitações bioquímicas ou difusionais, mas, fundamentalmente de limitações fotoquímicas associadas à baixa disponibilidade de luz; (ii) as baixas taxas fotossintéticas per se, em café, devem ser resultantes, particularmente, de limitações difusivas, conforme se infere a partir dos valores baixos de gs e gm, tanto nas folhas superiores como nas inferiores, ao longo de todo o dia, mas não necessariamente devido a uma baixa capacidade mesofílica para fixação de CO2. Concomitantemente, estes resultados sugerem que, apesar dos valores relativamente baixos de A, o aparelho fotossintético do café exibe uma plasticidade relativamente baixa às variações da RFA.
Metabolismo do carbono e limitações bioquímicas da fotossíntese em folhas de diferentes posições da copa do cafeeiro (Coffea arabica L.)
(2007) Araújo, Wagner Luiz; Cunha, Roberto Lisboa; Celin, Elaine F.; Dias, Paulo Cesar; Moraes, Gustavo Adolfo Bevitori Kling de; Antunes, Werner Camargos; Martins, Samuel Cordeiro Vitor; Cavatte, Paulo Cezar; Matos, Fabio Santos; DaMatta, Fábio Murilo; Embrapa - Café
Neste trabalho, examinaram-se potenciais alterações do metabolismo do carbono, em folhas sujeitas a diferentes ambientes lumínicos, com o intuito de melhor compreender possíveis relações entre aquelas alterações e as causas da variação espacial diurna da fotossíntese, sob uma perspectiva bioquímica. Examinou-se, então, o curso diurno da concentração de carboidratos e do metabolismo do carbono em folhas de diferentes posições da copa de plantas de café cultivadas em campo. As atividades inicial e total da Rubisco, bem como seu estado de ativação, pouco variaram entre faces e estratos. As pequenas variações nas concentrações dos carboidratos e nas atividades de várias enzimas associadas com o metabolismo do carbono sugerem que o café apresenta uma baixa plasticidade para ajustar a sua maquinaria bioquímica para fixação do CO2, em resposta à redução da disponibilidade de luz. Verificou-se, também, que a maior atividade da invertase ácida foi acompanhada por maiores concentrações de hexoses e de amido, particularmente nas folhas superiores da face oeste. As maiores atividades da sintase da sacarose-fosfato e da fosfatase da frutose-1,6-bisfosfato nas folhas superiores, em relação às das inferiores, devem estar fortemente associadas com as maiores taxas fotossintéticas observadas nas primeiras, de modo a garantir-lhes a manutenção da síntese e da exportação de fotoassimilados.
Metabolismo e partição do carbono fotossintético em resposta à manipulação da relação fonte-dreno em Coffea arabica L.
(2007) Cunha, Roberto Lisboa; Martins, Samuel Cordeiro Vitor; Villela, Fabio Gonçalves; Antunes, Werner Camargos; DaMatta, Fábio Murilo; Embrapa - Café
Investigaram-se alterações no metabolismo de carboidratos e no particionamento do 14carbono, em resposta à manipulação da relação fonte:dreno em folhas de plantas de café cultivadas em campo, por meio de desfrutificação e desfolhamento controlados, tendo em vista uma potencial alteração no metabolismo das folhas, em função da redução da relação fonte:dreno. Os tratamentos consistiram de: (i) remoção de todos os frutos, mas mantendo-se as folhas (T1); (ii) remoção da metade da carga de frutos, mantendo-se também as folhas (T2), e; (iii) manutenção de todos os frutos e redução da área foliar à metade (T3). Os frutos foram removidos no estádio de "chumbinho". As avaliações foram realizadas durante a fase de rápido ganho de massa seca do fruto. Observaram-se maiores valores médios diários de fotossíntese líquida e condutância estomática nas plantas do tratamento T3. De modo geral, a alteração na razão fonte:dreno promoveu pouca ou nenhuma alteração (i) na atividade das enzimas do metabolismo do carbono (carboxilase/oxigenase da ribulose-1,5-bisfosfato, pirofosforilase da ADP-glicose, invertase ácida, sintase da sacarose, sintase da sacarose fosfato, bisfosfatase da frutose-1,6-bisfosfato, fosforilase do amido, desidrogenase do gliceraldeído-3-fosfato), (ii) na concentração de glicose, frutose, sacarose e amido, (iii) na concentração dos intermediários fosforilados (RuBP, glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato, glicose-1-fosfato e ortofosfato), assim como (iv) no partição de 14C recentemente fixado. Os resultados indicam que a redução na razão fonte:dreno pode afetar positivamente fotossíntese líquida, via aumentos em condutãncia estomática, porém sem alterar a bioquímica da fotossíntese durante a fase de rápido crescimento dos frutos do cafeeiro.
Trocas gasosas, parâmetros de fluorescência e concentração de pigmentos e nitrogênio em resposta à manipulação da relação fonte-dreno em Coffea arabica L.
(2007) Cunha, Roberto Lisboa; Martins, Samuel Cordeiro Vitor; Moraes, Gustavo Adolfo Bevitori Kling de; Cavatte, Paulo Cezar; Matos, Fabio Santos; DaMatta, Fábio Murilo; Embrapa - Café
Em geral, um aumento da razão fonte:dreno, e.g., via remoção parcial de frutos, pode ocasionar decréscimos correspondentes na taxa de assimilação líquida de carbono, devido à retroinibição derivada do acúmulo de carboidratos na folha. Investigaram-se alterações na composição isotópica do carbono, nas trocas gasosas e no conteúdo de pigmentos e nitrogênio em folhas de plantas de café cultivadas em campo, em resposta à manipulação da relação fonte-dreno, por meio de desfrutificação e desfolhamento controlados, tendo em vista uma potencial alteração na capacidade fotossintética das folhas, em função da redução da relação fonte:dreno. Os tratamentos consistiram de: (i) remoção de todos os frutos e 100% da área foliar (T1); (ii) metade da carga de frutos e 100% da área foliar (T2); e (iii) carga completa de frutos e 50% da área foliar (T3). Os frutos foram removidos no estádio de "chumbinho". As avaliações foram realizadas durante a fase de rápido ganho de massa seca do fruto. Observaram-se, que plantas do tratamento T3 apresentaram valores mais negativos de composição isotópica do carbono, porém maiores taxas diárias de assimilação de carbono e condutância estomática, além de menor temperatura foliar (particularmente durante os períodos mais quentes). Aparentemente, não ocorreu fotoinibição da fotossíntese. As concentrações de pigmentos e nitrogênio não sofreram alterações em resposta aos tratamentos aplicados. Os resultados indicam que a redução na razão fonte:dreno pode afetar positivamente a fotossíntese líquida, via aumentos na condutância estomática, porém sem afetar a fotoquímica da fotossíntese durante a fase de rápido crescimento dos frutos do cafeeiro.
Variações no crescimento vegetativo e reprodutivo em resposta à manipulação da razão fonte:dreno, em Coffea arabica L. sob condições de campo
(2007) Cunha, Roberto Lisboa; Martins, Samuel Cordeiro Vitor; Celin, Elaine F.; Wolfgramm, Ricardo; Batista, Karine D.; Caten, Ângela Ten; Chaves, Agnaldo Rodrigues de Melo; DaMatta, Fábio Murilo; Embrapa - Café
Investigaram-se alterações no crescimento vegetativo e reprodutivo em ramos plagiotrópicos de plantas de café cultivadas em campo, em resposta à manipulação da relação fonte-dreno, por meio de desfrutificação e desfolhamento controlados, tendo em vista uma alteração nas taxas de crescimento dos ramos, em função da redução da relação fonte:dreno. Os tratamentos consistiram de: (i) remoção de todos os frutos, mas mantendo-se as folhas (T1); (ii) remoção da metade da carga de frutos, mantendo-se também as folhas (T2), e; (iii) manutenção de todos os frutos e redução da área foliar à metade (T3). As avaliações de crescimento foram realizadas a partir da aplicação dos tratamentos, quando os frutos atingiram o estádio chumbinho. As taxas de crescimento de ramos plagiotrópicos, do número de nós formados e do ganho de área foliar foram significativamente menores nas plantas do tratamento T3 em relação às de T1. A massa seca média dos frutos foi significativamente maior (39%) em T2 que em T3. Por outro lado, a produção de frutos-bóia por planta e a abscisão de frutos por ramo foram maiores (32% e 25%, respectivamente) em T3 que em T2. Além disso, a razão área foliar:fruto, mesmo nas plantas de T2, foi consideravelmente inferior aos cerca de 20 cm2 de área necessários para suportar o desenvolvimento de cada fruto de café. Isso poderia largamente explicar a porcentagem relativamente alta de frutos chochos, evidenciando que a planta não conseguiu levar a cabo, de modo eficiente, o enchimento de todos os frutos. Isso sugere que os frutos concorrem fortemente com o crescimento vegetativo, por serem considerados fortes drenos metabólicos. Os resultados indicam que a redução na razão fonte:dreno pode afetar negativamente o crescimento vegetativo do cafeeiro, concorrendo para o desenvolvimento de ciclos bienais de produção.