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Plasticidade do cafeeiro à luz: respostas morfofisiológicas em genótipos de Coffea arabica L
(Universidade Federal de Viçosa, 2013-05-28) Silva, Mariela Mattos da; DaMatta, Fábio Murilo
No presente trabalho, três genótipos de Coffea arabica L., submetidos a condições contrastantes de luz (pleno sol e sombra), foram avaliados a fim de determinarem-se os possíveis efeitos do sombreamento sobre: (i) as características do sistema fotoprotetor e antioxidativo, (ii) os custos de construção e manutenção do tecido vegetal, (iii) a plasticidade fenotípica e suas relações com a tolerância à sombra, bem como (iv) determinar os possíveis fatores determinantes das limitações impostas à fotossíntese. Para tal, plantas foram cultivadas por um ano sob sombreamento (10% da radiação solar) e a pleno sol, e avaliadas após a emissão do oitavo par de ramos plagiotrópicos. Na primeira seção, testou-se a hipótese de que cultivares mais modernas (Catuaí) apresentariam maior plasticidade de características associadas ao sistema antioxidativo e fotoprotetor que aquelas mais antigas (Typica), presumivelmente com menor tolerância a alta luminosidade. Os resultados mostraram que, de modo geral, as variáveis fotossintéticas avaliadas pouco responderam aos tratamentos impostos, apesar de as plantas a pleno sol tenderem a apresentar valores superiores aos das plantas à sombra (exceto a eficiência de captura de energia de excitação pelos centros de reação abertos do fotossistema II, Fv‟/Fm‟, e o coeficiente de extinção fotoinibitório (qI). Os aumentos da atividade antioxidante foram associados a aumentos das defesas enzimáticas e não enzimáticas (carotenoides e fenóis). Entretanto, esses mecanismos não evitaram a ocorrência de danos oxidativos em Bourbon e Typica ao sol, visto que aumentos do conteúdo de aldeído malônico foram observados. Em particular, Typica apresentou as menores concentrações de zeaxantina (Zea) a pleno sol, associados a aumentos em qI em resposta ao aumento da disponibilidade de luz nas plantas ao sol. Uma vez que Zea parece possuir um importante papel em processos que contribuem para formação de qI, os aumentos observados em Typica podem ser um resultado das reduções das concentrações de Zea a pleno sol, podendo explicar a suscetibilidade dessa cultivar à fotoinibição. Por outro lado, os maiores teores de Zea em Catuaí e Bourbon podem ter contribuído para a redução de qI e aumento da proteção contra fotodanos. Os custos de construção e manutenção (CM) foram superiores nas plantas a pleno sol, embora nessas plantas CM tenha sido maior nas plantas de Typica a pleno sol. Assim, a adaptação da cultivar Catuaí à altas irradiâncias parece estar relacionada a mecanismos fotoprotetores e antioxidativos mais eficientes, bem como uma maior plasticidade fotossintética. Por outro lado, embora tenha apresentado uma maior plasticidade fenotípica associada ao sistema antioxidante, a cultivar Typica mostrou maiores riscos de ocorrência de fotodanos e fotoinibição sob altas irradiâncias. Na segunda seção, foram analisadas as contribuições dos principais fatores que governam as modificações da fotossíntese ao longo do dia em C. arabica, bem como a contribuição das variações intraespecíficas na capacidade hidráulica foliar e sua influência sobre as potenciais diferenças de produção observadas entre genótipos modernos em relação àqueles que retiveram características associadas à tolerância a sombra. Os resultados mostraram que, embora as taxas fotossintéticas líquida (A) ao longo do dia tenham seguido o mesmo padrão de comportamento observado na condutância estomática (gs) e condutância mesofílica (gm), a pleno sol, o ajustamento da abertura estomática ao longo do dia foi o principal fator determinante da fotossíntese em cafeeiro (mais que 40% da limitação total), dentre as variáveis analisadas. As limitações estomáticas mostraram maior importância na explicação das baixas taxas fotossintéticas, seguida das limitações mesofílicas e bioquímicas, que tenderam a apresentar magnitudes de importância semelhante. Observaram-se fortes correlações entre gs, déficit de pressão de vapor (DPV) e, especialmente condutância hidráulica (KF), indicando que KF atuaria como o fator primário na redução de gs. Destaca-se, ainda, que, embora Typica possua uma capacidade fotossintética semelhante à das demais cultivares, sua maior limitação fotossintética pode ser resultado de uma arquitetura hidráulica menos robusta, podendo constituir- se em um fator de destaque na redução da produtividade dessa cultivar quando cultivada a pleno sol. ter contribuído para a redução de qI e aumento da proteção contra fotodanos. Os custos de construção e manutenção (CM) foram superiores nas plantas a pleno sol, embora nessas plantas CM tenha sido maior nas plantas de Typica a pleno sol. Assim, a adaptação da cultivar Catuaí à altas irradiâncias parece estar relacionada a mecanismos fotoprotetores e antioxidativos mais eficientes, bem como uma maior plasticidade fotossintética. Por outro lado, embora tenha apresentado uma maior plasticidade fenotípica associada ao sistema antioxidante, a cultivar Typica mostrou maiores riscos de ocorrência de fotodanos e fotoinibição sob altas irradiâncias. Na segunda seção, foram analisadas as contribuições dos principais fatores que governam as modificações da fotossíntese ao longo do dia em C. arabica, bem como a contribuição das variações intraespecíficas na capacidade hidráulica foliar e sua influência sobre as potenciais diferenças de produção observadas entre genótipos modernos em relação àqueles que retiveram características associadas à tolerância a sombra. Os resultados mostraram que, embora as taxas fotossintéticas líquida (A) ao longo do dia tenham seguido o mesmo padrão de comportamento observado na condutância estomática (gs) e condutância mesofílica (gm), a pleno sol, o ajustamento da abertura estomática ao longo do dia foi o principal fator determinante da fotossíntese em cafeeiro (mais que 40% da limitação total), dentre as variáveis analisadas. As limitações estomáticas mostraram maior importância na explicação das baixas taxas fotossintéticas, seguida das limitações mesofílicas e bioquímicas, que tenderam a apresentar magnitudes de importância semelhante. Observaram-se fortes correlações entre gs, déficit de pressão de vapor (DPV) e, especialmente condutância hidráulica (KF), indicando que KF atuaria como o fator primário na redução de gs. Destaca-se, ainda, que, embora Typica possua uma capacidade fotossintética semelhante à das demais cultivares, sua maior limitação fotossintética pode ser resultado de uma arquitetura hidráulica menos robusta, podendo constituir- se em um fator de destaque na redução da produtividade dessa cultivar quando cultivada a pleno sol.