Tese
Déficit hídrico associado à micorrizas arbusculares e ácido abscísico no metabolismo fotossintético e crescimento inicial de mudas de Dipteryx alata Vogel
Drought stress associated with arbuscular mycorrhizal and abscisic acid in photosynthetic metabolism and initial growth of Dipteryx alata Vogel seedlings;
Déficit hídrico asociado a micorrizas arbusculares y ácido abscísico en el metabolismo fotosintético y crecimiento inicial de plántulas de Dipteryx alata Vogel
Registration in:
JESUS, Maílson Vieira. Déficit hídrico associado à micorrizas arbusculares e ácido abscísico no metabolismo fotossintético e crescimento inicial de mudas de Dipteryx alata Vogel. 2020. 109 f. Tese (Doutorado em Agronomia) – Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2020.
Author
Jesus, Maílson Vieira Jesus
Institutions
Abstract
The water deficit has been more frequent with climate changes and due to inadequate soil use practices, influencing the patterns of rainfall distribution and the water absorption capacity by plants. Plants develop acclimatization and adaptation mechanisms to ensure their survival in adverse conditions. In this sense, arbuscular mycorrhizal symbiosis (AM) plays an important role in helping plants in combined responses such as changes in abscisic acid (ABA) signaling, which also influences the colonization of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), forming a complex each increasingly studied. The Cerrado, rich in biodiversity and agricultural potential, presents climatic hyperseasonality, which allows plants to be exposed to water deficit. In this context, there is baru (Dipteryx alata Vogel), a fruit tree native to this biome, from which countless products are obtained, wood and non-wood, being one of the most promising native species for cultivation. Obtaining quality seedlings is essential for this potential to be achieved, which makes it necessary to understand their behavior in the face of water scarcity and the ABA-AM complex. Thus, we aim to evaluate the water deficit associated with arbuscular mycorrhizae and abscisic acid in the metabolism and initial growth of D. alata seedlings. For this, we carried out two tests, the first one, in order to evaluate D. alata seedlings grown under water regimes (control: seedlings irrigated daily, and water deficit: suspension of irrigation) associated with inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF): SM - without inoculation; M1 - inoculation with Rhizoglomus heterosporum; M2 - Rhizoglomus clarum; and MO (On farm) - mixture of species without the presence of M1 and M2, in two compared experiments: exogenous application of 50 µM abscisic acid (ABA+) and without application (ABA-). After suspension of irrigation, the photosynthetic rate was monitored daily, until the detection of the first seedlings with values close to zero, characterizing the first time of evaluation of the experiments: F - zero photosynthesis (7 days after irrigation suspension), when the irrigation, and R: recovery - 100 days after F. D. alata seedlings showed less water potential under water deficit, which also impaired gas exchange and caused damage to photosystem II. However, the species showed resilience, balancing its water relations, adjusting photosynthetic metabolism and growth. Inoculation, especially with R. clarum and R. heterosporum, helped the seedlings to reduce water loss, maintaining its relative content, thus increasing the photosynthetic rate and avoiding irreversible damage in photosystem II, which led to higher quality of seedlings. The exogenous ABA applied to the substrate, has a direct and beneficial effect on the colonization of AMF, but does not influence enough to cause an indirect effect on the tolerance of D. alata seedlings to water deficit. The second test had as its main purpose, the quality of the seedlings, which were grown under the same water regimes, but without application of ABA and inoculated or not with R. clarum (AM+). The water deficit impaired water relations such as water potential and water use efficiency (WUE). However, in the AM+ seedlings, in addition to showing increases in the leaf area ratio: total dry mass, chlorophyll index and efficiency of the Rubisco (A/Ci) carboxylation, it guaranteed an increase in the quality of D. alata seedlings. The exogenous application of ABA enhances the colonization of AMF in D. alata, and inoculation with AMF helps in the resilience of seedlings to water deficit, forming seedlings with higher quality. O déficit hídrico tem sido mais frequente com as mudanças climáticas e por práticas inadequadas de uso do solo, influenciando nos padrões de distribuição das chuvas e na capacidade de absorção da água pelas plantas. As plantas desenvolvem mecanismos de aclimatação e adaptação, para garantir sua sobrevivência em condições adversas. Nesse sentido, a simbiose micorrízica arbuscular (MA) tem importante papel no auxílio às plantas em respostas combinadas como, alterações na sinalização do ácido abscísico (ABA), que também influencia na colonização dos fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), formando um complexo cada vez mais estudado. O Cerrado, rico em biodiversidade e potencial agrícola, apresenta hipersazonalidade climática, que permite a exposição das plantas ao déficit hídrico. Neste contexto, está o baru (Dipteryx alata Vogel), arbórea frutífera nativa desse bioma, da qual são obtidos inúmeros produtos, madeireiros e não madeireiros, sendo uma das espécies nativas mais promissoras para cultivo. A obtenção de mudas com qualidade é fundamental para que esse potencial seja alcançado, o que torna necessário entender seu comportamento diante da escassez de água e do complexo ABA-MA. Assim, objetivamos avaliar o déficit hídrico associado à micorrizas arbusculares e ácido abscísico no metabolismo e crescimento inicial de mudas de D. alata. Para isso, realizamos dois ensaios, sendo o primeiro, a fim de avaliar mudas de D. alata cultivadas sob regimes hídricos (controle: mudas irrigadas diariamente, e déficit hídrico: suspensão da irrigação) associados à inoculação com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs): SM – sem inoculação; M1 - inoculação com Rhizoglomus heterosporum; M2 - Rhizoglomus clarum; e MO (On farm) – mistura de espécies sem a presença das M1 e M2, em dois experimentos comparados: aplicação exógena de ácido abscísico 50 µM (ABA+) e sem aplicação (ABA-). Após suspensão da irrigação, foi monitorada diariamente a taxa fotossintética, até a detecção das primeiras mudas com valores próximos à zero, caracterizando a primeira época de avaliação dos experimentos: F – fotossíntese zero (7 dias da suspensão da irrigação), quando foi retomada a irrigação, e R: recuperação - 100 dias após F. As mudas de D. alata exibiram menor potencial hídrico sob déficit hídrico, que também prejudicou as trocas gasosas e causou danos ao fotossistema II. Entretanto, a espécie apresentou resiliência, equilibrando suas relações hídricas, ajustando metabolismo fotossintético e crescimento. A inoculação, especialmente, com R. clarum e R. heterosporum, auxiliou as mudas a diminuírem a perda de água, mantendo o conteúdo relativo desta, aumentando assim, a taxa fotossintética e evitando danos irreversíveis no fotossistema II, o que levou à maior qualidade de mudas. O ABA exógeno aplicado no substrato, apresenta efeito direto e benéfico na colonização dos FMAs, mas não influencia suficientemente para causar efeito indireto na tolerância das mudas de D. alata ao déficit hídrico. O segundo ensaio teve como finalidade principal, a qualidade das mudas, que foram cultivadas sob os mesmos regimes hídricos, porém sem aplicação de ABA e inoculadas ou não com R. clarum (MA+). O déficit hídrico prejudicou as relações hídricas como, potencial hídrico e eficiência no uso da água (EUA). Contudo, nas mudas MA+, além de apresentaram incrementos na razão de área foliar:massa seca total, índice de clorofila e eficiência da carboxilação da Rubisco (A/Ci), garantiu aumento na qualidade de mudas de D. alata. A aplicação exógena de ABA potencializa a colonização de FMAs em D. alata, sendo que a inoculação com FMAs auxilia na resiliência das mudas ao déficit hídrico, formando mudas com maior qualidade. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)