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    Efeitos interativos da concentração de CO 2 e da disponibilidade de luz sobre o crescimento, o desempenho fotossintético e a plasticidade fenotípica do cafeeiro
    (Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-23) Souza, Antonio Henrique de; DaMatta, Fábio Murilo; Martins, Samuel Cordeiro Vitor
    Apesar de o café arábica (Coffea arabica L.) ser uma espécie que evoluiu em ambientes sombreados, é cultivado, mais comumente, a pleno sol, como ocorre no Brasil. A espécie é classificada como muito sensível às mudanças climáticas, e o uso do sombreamento em cafezais é considerado uma importante estratégia de manejo para mitigar os efeitos negativos dessas mudanças, de sorte que a adoção do sombreamento em lavouras a pleno sol é assunto atual de destaque na cafeicultura. A cultura apresenta grande plasticidade fenotípica à irradiância, observada quando há diferenças marcantes na disponibilidade de luz. A elevada concentração atmosférica de CO 2 (eC a ) aumenta o desempenho fotossintético do cafeeiro, porém, ainda não se sabe se, e como, a eC a pode afetar o desempenho fotossintético do cafeeiro sob sombreamento mais denso e se a eC a poderia reverter as limitações difusionais impostas às plantas de café nessa condição, quando sua plasticidade fenotípica à luz é induzida. Isso posto, pretendeu-se avaliar como a assimilação e o uso de carbono, bem como o acúmulo e partição de biomassa, são afetados pela disponibilidade de luz e concentração de CO 2 , e como isso poderia impactar a plasticidade fenotípica do cafeeiro à irradiância. Para tanto, foram cultivadas plantas em vasos, dentro de câmaras de topo aberto, em casa de vegetação. Durante 12 meses, as plantas foram submetidas a dois níveis de luz (0% e 90% de restrição lumínica) em combinação com concentração de CO 2 ambiente (aC a : 457 ± 9 µmol mol -1 ) ou elevada (eC a : 705 ± 18 µmol mol -1 ). Foram realizadas avaliações de trocas gasosas e fluorescência de clorofila a, curvas fotossintéticas de resposta à concentração interna de CO 2 (A/C i ), partição e eficiência de uso de nitrogênio, além de análises bioquímicas, anatômicas e biométricas. Os resultados demonstraram que eC a melhorou a performance fotossintética, via aumentos na taxa fotossintética líquida (A) e redução da taxa de fotorrespiração e da pressão oxidativa nos cloroplastos, sem sinais de retrorregulação da fotossíntese. Por um lado, o incremento em C a atenuou os efeitos das limitações difusionais exacerbadas pelo drástico sombreamento, além de aumentar a velocidade máxima de carboxilação da RuBisCO (V cmax ), em paralelo a aumentos na eficiência fotossintética do uso do N, mas sem efeito direto na condutância estomática (g s ) e condutância mesofílica dessas plantas. Em adição, houve maior uso fotoquímico da luz absorvida sob condições de sombra (maior coeficiente de extinção fotoquímico e maioreficiência fotoquímica atual do FSII), em paralelo com maiores concentrações de clorofila e maior investimento em N como um todo na maquinaria fotossintética. Por outro lado, as plantas a pleno sol sob eCa apresentaram maiores valores de g s em paralelo a aumentos na densidade e no índice estomático, além dos maiores valores de A, V cmax e velocidade máxima de carboxilação limitada pela taxa de transporte de elétrons, bem como maior acúmulo de biomassa. Mesmo quando essas plantas foram analisadas sob baixa irradiância, não mostraram grande redução de g s , o que poderia ajudar no maior ganho de biomassa dessas plantas ao longo do tempo. Tanto a maior disponibilidade de luz como de CO 2 impactou positivamente o ganho de biomassa (e A), com efeitos interativos entre esses dois fatores. Sob eC a , o maior crescimento foi primordialmente governado por aspectos morfológicos à sombra (e.g. área foliar total), e fisiológicos ao sol (e.g. A). O sombreamento ora imposto permitiu uma exacerbação da plasticidade fenotípica à luz, sendo o CO 2 um importante fator no processo de manifestação dessa plasticidade. Coletivamente, os resultados oferecem novas informações sobre os efeitos positivos de eC a sobre o desempenho fotossintético e crescimento do cafeeiro, seja a pleno sol ou sob condições de baixa disponibilidade lumínica. Palavras-chave: Coffea arabica. Estômato. Fotossíntese. Luz. Mudanças Climáticas. Plasticidade Fenotípica. Sombreamento.
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    Efeitos interativos da concentração de CO 2 e da disponibilidade de luz sobre o crescimento, o desempenho fotossintético e a plasticidade fenotípica do cafeeiro
    (Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-23) Souza, Antonio Henrique de; Matta, Fábio Murilo Da; Martins, Samuel Cordeiro Vitor
    Apesar de o café arábica (Coffea arabica L.) ser uma espécie que evoluiu em ambientes sombreados, é cultivado, mais comumente, a pleno sol, como ocorre no Brasil. A espécie é classificada como muito sensível às mudanças climáticas, e o uso do sombreamento em cafezais é considerado uma importante estratégia de manejo para mitigar os efeitos negativos dessas mudanças, de sorte que a adoção do sombreamento em lavouras a pleno sol é assunto atual de destaque na cafeicultura. A cultura apresenta grande plasticidade fenotípica à irradiância, observada quando há diferenças marcantes na disponibilidade de luz. A elevada concentração atmosférica de CO 2 (eC a ) aumenta o desempenho fotossintético do cafeeiro, porém, ainda não se sabe se, e como, a eC a pode afetar o desempenho fotossintético do cafeeiro sob sombreamento mais denso e se a eC a poderia reverter as limitações difusionais impostas às plantas de café nessa condição, quando sua plasticidade fenotípica à luz é induzida. Isso posto, pretendeu-se avaliar como a assimilação e o uso de carbono, bem como o acúmulo e partição de biomassa, são afetados pela disponibilidade de luz e concentração de CO 2 , e como isso poderia impactar a plasticidade fenotípica do cafeeiro à irradiância. Para tanto, foram cultivadas plantas em vasos, dentro de câmaras de topo aberto, em casa de vegetação. Durante 12 meses, as plantas foram submetidas a dois níveis de luz (0% e 90% de restrição lumínica) em combinação com concentração de CO 2 ambiente (aC a : 457 ± 9 µmol mol -1 ) ou elevada (eC a : 705 ± 18 µmol mol -1 ). Foram realizadas avaliações de trocas gasosas e fluorescência de clorofila a, curvas fotossintéticas de resposta à concentração interna de CO 2 (A/C i ), partição e eficiência de uso de nitrogênio, além de análises bioquímicas, anatômicas e biométricas. Os resultados demonstraram que eC a melhorou a performance fotossintética, via aumentos na taxa fotossintética líquida (A) e redução da taxa de fotorrespiração e da pressão oxidativa nos cloroplastos, sem sinais de retrorregulação da fotossíntese. Por um lado, o incremento em C a atenuou os efeitos das limitações difusionais exacerbadas pelo drástico sombreamento, além de aumentar a velocidade máxima de carboxilação da RuBisCO (V cmax ), em paralelo a aumentos na eficiência fotossintética do uso do N, mas sem efeito direto na condutância estomática (g s ) e condutância mesofílica dessas plantas. Em adição, houve maior uso fotoquímico da luz absorvida sob condições de sombra (maior coeficiente de extinção fotoquímico e maioreficiência fotoquímica atual do FSII), em paralelo com maiores concentrações de clorofila e maior investimento em N como um todo na maquinaria fotossintética. Por outro lado, as plantas a pleno sol sob eCa apresentaram maiores valores de g s em paralelo a aumentos na densidade e no índice estomático, além dos maiores valores de A, V cmax e velocidade máxima de carboxilação limitada pela taxa de transporte de elétrons, bem como maior acúmulo de biomassa. Mesmo quando essas plantas foram analisadas sob baixa irradiância, não mostraram grande redução de g s , o que poderia ajudar no maior ganho de biomassa dessas plantas ao longo do tempo. Tanto a maior disponibilidade de luz como de CO 2 impactou positivamente o ganho de biomassa (e A), com efeitos interativos entre esses dois fatores. Sob eC a , o maior crescimento foi primordialmente governado por aspectos morfológicos à sombra (e.g. área foliar total), e fisiológicos ao sol (e.g. A). O sombreamento ora imposto permitiu uma exacerbação da plasticidade fenotípica à luz, sendo o CO 2 um importante fator no processo de manifestação dessa plasticidade. Coletivamente, os resultados oferecem novas informações sobre os efeitos positivos de eC a sobre o desempenho fotossintético e crescimento do cafeeiro, seja a pleno sol ou sob condições de baixa disponibilidade lumínica. Palavras-chave: Coffea arabica. Estômato. Fotossíntese. Luz. Mudanças Climáticas. Plasticidade Fenotípica. Sombreamento.
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    Ecophysiological acclimation of coffee (Coffea arabica and C. canephora) plants to cope with temporal fluctuations of light supply
    (Universidade Federal de Viçosa, 2012-07-21) Rodríguez-López, Nelson Facundo; Damatta, Fábio Murilo; Barros, Raimundo Santos; Ventrella, Marília Contin
    It is generally assumed that the daily quantum input is what drives plant growth and productivity. However, as little is known about how temporal diurnal variations of light availability influence biomass accumulation and physiological performance, this study examined the morphological, physiological and biochemical traits of coffee plants in two independent experiments. In the first experiment, Arabica coffee (C. arabica) plants were grown in pots and subjected to seven light treatments as follows: plants grown entirely under 100%, 40% or 10% sunlight (S-100, S-40 and S-10, respectively); plants grown at either 40% or 10% sunlight throughout the morning (until midday) and then submitted to full sunlight until sunset (S-40/100 and S-10/100, respectively); and plants grown under full sunlight from sunrise to midday and then submitted to either 40% or 10% sunlight throughout the afternoon (S-100/40 and S-100/10, respectively). The S- 100 plants accumulated more biomass compared to plants grown under other treatments and showed minimal changes in biomass allocation. An increased biomass was associated with faster leaf area formation and increasing irradiance that was independent of the photosynthetic rates per unit leaf area and consequent changes in carbohydrate availability. In contrast, the lower biomass in S-10/100 and in S-10 individuals was likely a consequence of carbon limitations as well as decreased leaf areas. Changes in the photosynthetic rates between treatments were apparently unrelated to carbohydrate accumulation or photoinhibition. Overall, only minor physiological alterations in traits were observed at the leaf level; significant changes were only apparent in S-10 individuals with the other treatments. In summary, the growth and physiological performance of coffee plants depends on the total amount of photosynthetic active radiation (PAR) received by the plant per day and temporal order of diurnal variations in the PAR supply. That is, plants that received high light in the morning grew faster than those receiving high light in the afternoon. In the second experiment, a trial was designed with two Robusta coffee (Coffea canephora) clones that were intercropped with shelter trees in a way that allowed us to compare coffee bushes that were shaded in the morning (SM) with those shaded in the afternoon (SA), and we compared both treatments with bushes that received full sunlight over the course of the day (FS). The SM bushes displayed better gas exchange performance than their SA and FS counterparts, which means that the capacity for CO2 fixation was mainly constrained by stomatal (SA bushes) and biochemical (FS bushes) factors. The physiological traits associated with light capture were more responsive to temporal light changes rather than the amount of light received, although this behavior could be a clone-specific response. The activity of key antioxidant enzymes differed minimally when compared between the SM and SA clones but was much greater in the FS clones. No signs of photoinhibition or cell damage were observed regardless of the light treatment. Acclimation to varying light supplies had no apparent additional energy cost for constructing and maintaining the leaves regardless of the light supply. The SM and SA individuals displayed higher returns in terms of revenue streams (e.g., higher mass- based light-saturated photosynthetic rates, photosynthetic nitrogen use efficiencies and long-term water use efficiencies) than their FS counterparts. In summary, shading may improve the physiological performance of coffee bushes that are grown in harsh, tropical environments; however, it is important to select coffee genotypes with adequate phenotypic plasticity to cope with a reduced light supply, as was noted in clone 03.
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    Photosynthetic acclimation of coffee in response to water availability and fruiting: a hydraulic and hormonal approach
    (Universidade Federal de Viçosa, 2018-09-25) Almeida, Wellington Luiz de; Matta, Fábio Murilo da; Ribeiro, Dimas Mendes; Martins, Samuel Cordeiro Vitor
    The overall coordination between gas exchanges and plant hydraulics may be affected by the soil availability of water and source-to-sink relationships. Here we evaluated how coffee (Coffea arabica L. cv. Catimor) trees are able to acclimate their photosynthesis in response drought and fruiting. The plants, which were 6-yr- old at the beginning of trials, were grown in the field at full sunlight, and subjected to four treatment combinations: irrigated plants with fruits (I*F); irrigated plants with no fruits (I*NF); non-irrigated plants with fruits (NI*F) and non-irrigated plants with no fruits (NI*NF). A range of traits, encompassing from photosynthesis traits, water relations, growth and hormonal profile, were assessed. Over the course of the experiment, the non-irrigated plants displayed lower averaged values of predawn water potentials (-0.5 MPa) than their irrigated counterparts (-0.2 MPa). We showed that under mild water deficit conditions, irrigation per se did not impact growth rates but could reduce branch death significantly. These findings were unrelated to changes in leaf assimilate pools. We also demonstrated that fruiting provoked a feedforward effect on net photosynthesis rate that was fundamentally coupled to an enhanced stomatal conductance. Indeed both the mesophyll conductance and maximum rate of carboxylation by RuBisCO remained unchanged in response to the applied treatments. The increase in stomatal conductance was unrelated to varying abscisic acid levels or differential sensitivity to abscisic acid, although it was likely associated with a lower stomatal sensitivity to leaf-to-air vapor pressure difference. In parallel, the increases in transpiration rate were supported by coordinated alterations in plant hydraulics which should to a large extent explain the maintenance of plant water status regardless of fruiting-related variations in stomatal conductance and transpiration rate. In summary, we showed that stomatal conductance played a major role in the coordination between source capacity and sink demand regardless of irrigation, with concomitant changes in plant hydraulics. Therefore, these aspects should be considered in breeding programs to improve drought tolerance in coffee in face of the present and ongoing climate changes.
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    Curso diário do balanço de carbono e do metabolismo primário foliar em três espécies lenhosas tropicais cultivadas
    (Universidade Federal de Viçosa, 2014-08-08) Morais, Leandro Elias; Matta, Fábio Murilo da; Araujo, Wagner Luiz
    A maioria dos estudos envolvendo variações diurnas do metabolismo vegetal tem-se concentrado em espécies herbáceas em condições controladas. Tem-se questionado a validade de extrapolação de modelos de alocação de carbono em plantas herbáceas para espécies lenhosas/perenes. Neste estudo, procurou-se explorar o curso diário de carboidratos e de outros metabólitos importantes quanto ao balanço energético em espécies lenhosas tropicais com taxas de crescimento (e origem evolutiva quanto à disponibilidade de irradiância) e capacidades fotossintéticas contrastantes, em condições de campo, na estação de crescimento ativo. Para tanto, utilizaram-se três espécies lenhosas, sendo duas evoluídas em ambientes de sombra e com baixa taxa de crescimento: café (Coffea arabica Citrus sinensis espécie evoluída em ambiente a pleno sol e com elevada taxa de crescimento, eucalipto (Eucalyptus grandis x urophylla Clone 3336). As plantas foram cultivadas em Viçosa, sudeste do Brasil, a pleno sol, sob práticas agronômicas usuais. Foram realizadas avaliações diárias de trocas gasosas, fluorescência da clorofila a, teores de metabólitos e atividades enzimáticas. Observaram-se decréscimos consistentes, ao longo do dia, nos valores de vários parâmetros fotossintéticos (e.g., condutância estomática, taxa de assimilação líquida de CO2, taxa de transporte de elétrons e coeficiente de dissipação fotoquímico), particularmente em citrus e café, cujas taxas fotossintéticas foram grandemente limitadas por fatores difusionais. Essas espécies também exibiram os maiores incrementos diurnos nos parâmetros relacionados aos processos não assimilativos de CO2 (e.g., fotorrespiração e coeficiente de dissipação não fotoquímico) e as menores taxas de respiração noturna. Em eucalipto, foi observado um padrão típico de turnover de carboidratos, isto é, acúmulo de amido (e outros carboidratos como sacarose) ao longo do dia, seguido de degradação noturna, mas este padrão não foi observado em café. Citrus, aparentemente, apresentou um padrão intermediário de turnover de carboidratos, caracterizado por um giro de sacarose e polióis, mas não de amido. Ao longo do dia, não se verificou alteração nas concentrações de glicose-6- fosfato, glicose-1-fosfato, frutose-6-fosfato, proteínas e aminoácidos. Em café, houve aumento significativo nas concentrações diurnas de fenóis solúveis totais, seguido por um decréscimo ao longo da noite. Nas três espécies, foram observados acréscimos na concentração de isocitrato e, em eucalitpto, observou-se acúmulo de succinato e níveis não detectáveis de malato. Esse ácido orgânico não variou ao longo do dia em café e citrus, entretanto, nessas espécies, houve acúmulo de piruvato e de glicina. A atividade catalítica das enzimas envolvidas no ciclo de Calvin não variou ao longo do dia em todas as espécies. Comparada a café ou citrus, em eucalipto, observou-se maior conteúdo relativo e também maior atividade total da rubisco; em adição, constatou-se a maior atividade catalítica da pirofosforilase da ADP-glicose, -amilase e fosforilase do amido. Em eucalipto, também se observou maior atividade das invertases, e semelhantemente a citrus, observou-se acréscimo diurno na atividade da sintase da sacarose-fosfato. Em suma, as espécies aqui estudadas apresentaram divergências nos mecanismos associados à capacidade de manter o equilíbrio entre os processos fotoquímicos/bioquímicos acoplados com a variação diária das condições ambientais. Discutem-se essas divergências num contexto de fornecimento de carbono e energia para a otimização do ganho de carbono e do acúmulo de biomassa.
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    Tolerância ao alagamento em clones de Coffea canephora: respostas hídricas, fotossintéticas e metabólicas
    (Universidade Federal de Viçosa, 2019-05-31) Juarez, Marco Antonio Toral; Matta, Fábio Murilo da
    O alagamento do solo impacta negativamente o desempenho da planta devido à redução da disponibilidade de oxigênio na raiz e acúmulo de espécies reativas de oxigênio (ERO). Nesta pesquisa, avaliou-se a relação entre a tolerância ao alagamento e a expressão do sistema antioxidante em dois clones (120 e 109A) de Coffea canephora caracterizados, respectivamente, como tolerante (com sistema antioxidante mais robusto) e sensível (com sistema antioxidante menos robusto) à seca. A hipótese basou-se no fato de que clones mais tolerantes à seca, que apresentam um sistema antioxidante mais eficiente, também mostrariam maior tolerância ao alagamento. Os clones foram submetidos a dois tratamentos de irrigação (controle e alagado), por seis dias, seguidos de 40 dias de recuperação. Foram avaliados: potencial hídrico, condutância hidráulica, trocas gasosas, fluorescência da clorofila a, partição de carboidratos, concentração de ácido 1- aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) e alguns fitormônios, dano oxidativo e sobrevivência. Em resposta ao alagamento, a atividade antioxidante nas raízes dos clones envolveu incrementos na atividade da dismutase do superóxido e da peroxidase do ascorbato (APX). Entretanto, foi observado apenas aumento de APX foliar do clone 120. O alagamento ocasionou diminuição de absorção de água radicular com perda de 70% na condutância hidráulica em ambos os clones, reduções nas suas taxas de fotossíntese líquida (A) e condutância estomática, esgotamento de açúcares e altas concentrações de ACC e etileno em raízes. Entretanto, no clone 120, houve uma queda mais tênue de A ao longo da imposição do estresse, menor afetação por déficit hídrico, menor alteração no fluxo de elétrons, dissipação eficiente de excesso de energia por meio de processos não fotoquímicos e acúmulo tardio de ACC em raízes. As diferenças entre clones foram maiores na fase de recuperação, sendo as plantas do clone 109A as mais afetadas em danos à maquinaria fotossintética, menor taxa de transporte de elétrons, maior dano oxidativo acompanhado de redução de área foliar, e menor taxa de sobrevivência. Contudo, houve pouca diferença na capacidade antioxidante entre os dois clones, sugerindo que o melhor desempenho do clone 120, durante o alagamento, possivelmente não esteja associado com o metabolismo antioxidante; outras estratégias, portanto, devem estar envolvidas na diminuição do dano oxidativo e no retardo na queda de A, bem como maior dissipação de excesso de energia, na fase de alagamento.
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    Absorção e eficiência de uso de nitrogênio por cultivares de café submetidas a déficit hídrico
    (Universidade Federal de Viçosa, 2019-09-26) Bohórquez, César Avellaneda; Martinez, Hermínia Emília Prieto
    As mudanças climáticas e a ampliação da fronteira agrícola para solos de baixa fertilidade têm motivado pesquisas para entender os efeitos dos déficits abióticos sobre a performance dos genótipos de café, visando identificar materiais com algum grau de tolerância. Neste trabalho objetivou-se foi avaliar as diferenças entre cultivares relacionadas a eficiência nutricional, trocas gasosas e fluorescência da clorofila em condições contrastantes de disponibilidade de nitrogênio e hídrica (experimento 1), assim como estimar os parâmetros cinéticos de absorção de nitrato em diferentes fases fenológicas do cafeeiro (experimento 2). No experimento 1, realizado em sistema hidropônico, em casa de vegetação, foram avaliadas as respostas de 4 genótipos de café arábica de 6 meses de idade (Mundo Novo - MN, Catuaí Amarelo - CA, Catuaí Vermelho - CV e Acauã - A) ao déficit hídrico e doses alta e baixa de nitrogênio. Foi utilizado um esquema fatorial (4x2x4) em delineamento de blocos casualizados com 3 repetições, sendo os fatores: 4 cultivares, 2 doses de nitrogênio alta (7 μmol/L - NA) e baixa (2,8 μmol/L - NB) e 4 níveis de déficit hídricos na solução nutritiva (0, -0,4, -0,8 e -1,6 MPa) estabelecidos via adição de PEG (Polietileno glicol). As plantas foram coletadas para estimar matéria seca e teores de nitrogênio total na folha, caule e raízes e assim calcular os índices de eficiência nutricional. Medições de fotossíntese (A), eficiência de carboxilacão (EC) e eficiência do uso da água (EUA) e do parâmetro Fv/Fm da fluorescência da clorofila foram avaliados. As regressões em função do aumento dos déficits hídricos, mostraram que a eficiência de absorção no NA, aumentou para MN e CV, e para CA e A diminuiu. No NB as eficiências foram menores em relação a NA e aumentaram para MN, CA e A, não variando para CV. Para eficiência de utilização no NA, CV, CA e MN mostraram reduções conforme aumentaram os déficits hídricos, Acauã não variou. No NB as cultivares mostraram tendência de diminuição, exceto para MN que não variou. Pode-se concluir que MN foi a variedade que mostrou melhor desempenho quanto as eficiências de absorção e utilização tanto em adequada quanto em reduzida disponibilidade de nitrogênio, portanto, apresenta-se como adequada para esses ambientes. Em relação as trocas gasosas na dose NA a cultivar CV mostrou as menores reduções da A, EC e maiores valores de EUA em resposta ao déficit hídrico de -0,8 MPa. O parâmetro Fv/Fm nas cultivares não foi afetado pela imposição do déficit hídrico indicando que não houve queda da eficiência fotoquímica, e que suplementação de nitrogênio não interferiu nesta resposta. Na dose de NB a cultivar Acauã mostrou menores reduções A, EC e EUA em resposta ao déficit hídrico de -0,4 e -1,6 MPa. Fv/Fm das cultivares também não foi afetado pelos déficits hídricos. Se conclui que CV na dose NA exibiu melhor desempenho das trocas gasosas e, Acauã foi menos impactada pelo déficit hídrico e baixa disponibilidade de nitrogênio.No experimento 2 foram utilizadas arvores de 5 anos de idade em condições de campo, nas fases fenológicas de chumbinho (Ch), expansão rápida (ER), granação (G) e maturação (M). Foram cavadas trincheiras e selecionadas raízes laterais para induzir produção de novas raízes finas, mediante instalação de câmara de crescimento com vermiculita, sendo esta retirada após um período de crescimento radicular e as raízes lavadas sem ser destacadas das plantas, para então iniciarem-se os ensaios de exaustão do nitrato; utilizando solução de exaustão com 90 μmol L-1 de NO3 - e volume conhecido. Os ensaios de exaustão foram iniciados três horas após o nascer do sol e foram encerrados por volta de 17 h. Nesse intervalo tomaram-se, a cada hora, amostras da solução de exaustão, para acompanhar a depleção de NO3 -. Com os dados de transpiração, matéria fresca das raízes/planta e concentração de nitrato nas amostras foram calculados os parâmetros cinéticos de absorção Vmax, Km e a taxa de absorção de NO3 -. Foram utilizadas analises descritivas para apresentar os resultados. Os valores de Vmax foram maiores na fase de (Ch) e (M). A taxa de absorção de nitrato foi maior na fase (ER) até 20 μmol L-1, com maior taxa de absorção na fase (M) acima dessa concentração e, com menor taxa na fase de (G). Vmax só na fase (ER) teve correlação positiva com produção de frutos. Km mostrou menor valor na fase de (ER) impactando positivamente taxa de absorção, com maiores valores na fase de (G) e ainda mais na (M). Conclui-se que as taxas de absorção de nitrato mostraram dependência das fases fenológicas, indicando que os mecanismos de absorção podem modular os parâmetros cinéticos em função das demandas diferenciais em cada fase.
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    Manipulation of source-to-sink ratios in girdled coffee branches evidences lack of photosynthetic down-regulation : the interplay of photosynthesis with respiration and photorespiration pathways and amino acid metabolism
    (Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-25) Avila, Rodrigo Teixeira; Matta, Fábio Murilo da
    No presente trabalho, objetivou-se uma melhor compreensão de como a regulação da fotossíntese em café depende da atividade do dreno e do acúmulo de carboidratos nas folhas-fonte, e de como o cafeeiro ajustaria o seu desempenho fotossintético e o metabolismo primário em resposta a diferentes razões fonte:dreno. Para tanto, utilizou se de uma abordagem integrativa combinando-se avaliações de trocas gasosas, fluorescência da clorofila a, análises de carboidratos e principais metabólitos, atividades de uma gama de enzimas e expressão de alguns genes que codificam para enzimas chave do metabolismo de carbono, a fim de se ter uma visão holística do metabolismo foliar, em resposta à manipulação de longo prazo da razão fonte:dreno. Para tal, desenhou-se um experimento de campo utilizando-se ramos anelados de café, os quais foram posteriormente manipulados por desfolha e/ou desfrutificação controladas, de maneira a obterem-se três razões fonte:dreno drasticamente distintas. Observou-se que, sob razões fonte:dreno extremamente elevadas, a taxa fotossintética foi limitada principalmente por fatores difusionais (aparentemente sem relação com ácido abscísico em nível de folha inteira), sem sinais aparentes de retroinibição por acúmulo de produtos finais. Tal fato foi associado a uma notável capacidade de acumulação de amido em paralelo à manutenção de níveis baixos de açúcares solúveis. A fotoinibição crônica e ocorrência de danos fotoxidativos puderam ser evitados por meio de ajustes fotoquímicos, bem como na fotorrespiração e respiração, dentre outros processos. Não se observaram evidências consistentes de reprogramação metabólica, em nível de enzimas-chave do metabolismo do carbono. Ajustes metabólicos nas folhas-fonte foram mais evidentes em condições de alta demanda pelos drenos e foram centrados mais sobre o metabolismo do nitrogênio do que sobre o metabolismo de carbono. Em conclusão, os resultados oferecem avanços sobre a alta articulação entre o suprimento e demanda de fotoassimilados em cafeeiros, sem sinais evidentes de retroinibição da fotossíntese, mesmo em condições extremamente baixas de demanda de dreno.
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    Ocorrência de Pratylenchus spp. em cafezais do estado de São Paulo e efeito de Pratylenchus coffeae no crescimento e fotossíntese de Coffea arabica
    (Faculdade de Ciências Agronômicas - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, 2002-07) Kubo, Roberto Kazuhiro; Inomoto, Mário Massayuki
    Amostras de solo e raízes foram coletadas em plantações de café no estado de São Paulo, com o objetivo de determinar a importância e a ocorrência dos nematóides das lesões na cultura do café. A espécie de Pratylenchus mais freqüente foi P. brachyurus (solo: 13,2 %; raízes: 18,3 %), mas geralmente em baixas densidades. O nematóide das lesões do café, P. coffeae, ocorreu em 5,1 % das amostras de raízes, mas em altas densidades e causando mais danos do que a primeira espécie. Outra espécie, P. vulnus, foi encontrada somente em uma localidade. Este é o primeiro relato de P. vulnus em café. Outros fitonematóides identificados nas amostras foram: Xiphinema brevicolle, Xiphinema sp., Paratrichodorus minor, Paratrichodorus sp., Tylenchorhynchus sp., Helicotylenchus dihystera, H. californicus, H. erythrinae, Helicotylenchus sp., Scutellonema sp., Rotylenchulus reniformis, Meloidogyne exigua, M. incognita, M. coffeicola, Meloidogyne sp, Criconemella onoensis, C. ornata, C. sphaerocephala, Criconemella sp., Hemicriconemoides strictathecatus, Paratylenchus sp. A patogenicidade de P. coffeae sobre plântulas de cafeeiro (Coffea arabica) cvs. Mundo Novo e Catuaí Vermelho foi avaliada em três experimentos de casa de vegetação. No primeiro experimento, avaliou-se o efeito de densidades populacionais (Pi = 0, 333, 1.000, 3.000 e 9.000 nematóides por planta) de um isolado de P. coffeae proveniente de Marília (hospedeiro: cafeeiro) sobre plântulas da cv. Mundo Novo. Os valores foram ajustados pelo modelo não linear de Seinhorst [Y = m + (1 - m).Z Pi-T ]. Ao final do experimento (270 dias após a inoculação), todas as plantas que receberam Pi = 9.000 e a maioria das que receberam Pi = 3.000 haviam morrido. Verificou-se acentuado efeito de P. coffeae sobre a fotossíntese a partir da Pi = 1.000 e sobre o crescimento do cafeeiro a partir da Pi = 333. O segundo experimento foi similar ao primeiro, mas com a cv. Catuaí Vermelho. No terceiro experimento, comparou-se a patogenicidade de dois isolados de P. coffeae [de Marília e Rio de Janeiro (hospedeiro: Aglaonema sp.)] sobre plântulas de cafeeiro com dois pares de folhas verdadeiras, utilizando-se Pi = 8.250 nematóides por planta. Ambos os isolados reduziram a fotossíntese, mas o isolado de Marília causou intenso escurecimento das raízes, clorose foliar e menor tamanho das raízes e parte aérea. Verificou-se que o crescimento populacional de ambos os isolados foi baixo, comprovando que o cafeeiro não é um bom hospedeiro desses isolados. A diferença na patogenicidade entre os isolados testados no terceiro experimento confirma trabalhos anteriores que verificaram que eles apresentam diferenças morfológicas e quanto à preferência por hospedeiros.
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    Aplicação de extratos de algas marinhas em cafeeiro sob deficiência hídrica e estresse salino
    (Faculdade de Ciências Agronômicas - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, 2015-02-27) Bettini, Marcos de Oliveira; Broetto, Fernando
    O presente estudo relacionou os efeitos da aplicação de dois extratos de algas marinhas às características biométricas, relações hídricas, trocas gasosas e alterações bioquímicas em dois cultivares de café e sua interferência na tolerância à deficiência hídrica (DH) e estresse salino (ES). Foram conduzidos dois experimentos em blocos causalizados, em estufa com mudas de cafeeiro em vasos de 5 L irrigados por gotejamento, com 3 repetições por tratamento. O primeiro experimento sobre DH comparou três níveis de irrigação: D1- 25%, D2-50% e D3-100% da necessidade hídrica da cultura em dois cultivares (Obatã e Catuaí 99) e dois tratamentos de extratos de algas e controle, sendo aplicados três ciclos DH, intercalados com dois períodos de recondicionamento. O segundo experimento de ES estudou o efeito da salinidade induzida com NaCl para as mesmas cultivares e para os mesmos tratamentos com extratos de alga. Neste caso foram aplicados dois ciclos de estresse salino intercalados com um período de recondicionamento. Os tratamentos com extratos de alga foram: Alga 1 – Aplicações semanais de soluções do extrato líquido solúvel da alga Ascophyllum nodosum. Alga 2 – Uma aplicação via solo da combinação de extratos sólidos das algas Ascophyllum nodosum e Lithothamnium calcareum. Os tratamentos com DH e ES apresentaram menor potencial hídrico foliar, assimilação de carbono, transpiração e área foliar, independentemente dos cultivares. A aplicação de extratos de alga induziu tolerância a estresses hídrico e salino. Plantas de cafeeiro tratadas com extratos de algas apresentaram maior área foliar, maior massa de raízes, maior potencial de água na folha, menor relação Na + /K + , assimilação de carbono e alterações na atividade de enzimas antioxidativas.