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ESTRESSE SALINO NAS PLANTAS

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by

Priscila Gonçalves Costa

on 20 January 2015

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Transcript of ESTRESSE SALINO NAS PLANTAS

Fisiologia e Bioquímica do processo
Estresse salino nas plantas
Prejuízos econômicos a mais de 3000 anos

Acredita-se que a solução da salinidade na produção agrícola está na
compreensão da fisiologia e bioquímica
das plantas;
A história do prejuízo do estresse salino
Seca Fisiológica
Os efeitos da salinidade no crescimento da planta
As mudanças no metabolismo e seus efeitos no crescimento e desenvolvimento da planta irão depender das interações que ocorrem entre as características do estresse e as características do vegetal que está sendo submetido ao estresse
A salinidades possui dois componentes responsáveis pelo estresse:

COMPONENTE OSMÓTICO
altera o balanço hídrico

COMPONENTE IÔNICO
efeitos sobre o desbalanceamento nutritivo e pelos efeitos tóxicos dos íons

Respostas fisiológicas e bioquímicas ao estresse
Percepção do componente osmótico
Teoria do Botânico alemão Schimper (1898):
efeitos do estresse salino = seca fisiológica

Excesso de sais no solo diminuem seu potencial osmótico e hídrico, dificultando a absorção de água pelas plantas.
REDUÇÕES NO CRESCIMENTO PROPORCIONAIS AOS AUMENTOS DE SAIS NO SOLO
Assim, a reação da planta à salinidade = reações de falta hídrica

Seca fisiológica X Ajustamento Osmótico
Leon Bernstein (1960), descobriu que plantas de
Phaseolus vulgaris cultivadas sob
condições de salinidade eram capazes de absorver íons e em decorrência disso e diminuir o potêncial osmótico de suas células. A consequência dessas observações seria
a diminuição do Pw celular, de modo a garantir a manutenção do Pw do sistema solo-planta.
Ajustamento osmótico
Bernstein realizou uma série de
experimentos com
algodão e pimentão
Como resultado, as plantas diminuíam o potêncial osmótico à medida que a salinidade do ambiente radicular aumentava graças ao acúmulo de íons em seus tecidos (os tóxicos no vacúolo e de íons não tóxicos e solutos orgânicos no citosol)

Se a turgescência das células fosse mantida, não se poderia pensar em

“seca fisiológica” em plantas que se “ajustam osmoticamente"
Sim, pode.
Uma planta cultivada em ambiente salino e ajustada
osmoticamente pode sofrer déficit hídrico?
Nos solos salinizados ( baixo potêncial hídrico e osmótico) planta tende a absorver íons, diminuindo esses potênciais nas raizes e folhas, equilibrando o sistema solo-planta.

Acontece que o aumento da concentração de
solutos nas raízes, especialmente os iônicos, pode provocar uma redução da permeabilidade do sistema radicular à água, ou seja, redução na condutividade hidráulica das raízes

Apesar do equilíbrio hídrico do sistema, a planta absorve menos água e em ambiente com alta evaporação:
transpiração > absorção
déficit hídrico;
redução da fotossíntese
redução d0 crescimento
Hormônios e o estresse salino
Década de 1960, verificou-se que plantas submetidas a estresses abióticos mostravam decréscimo na atividade das citocininas, ácido abscísico, de etileno e de giberelinas e que essas diminuições repercutiam no metabolismo e crescimento da planta
.
Não há muitas pesquisas sobre o efeitos dos hormonônio e o estresse salino
Ca²+ para minimizar os efeitos da salinidade Nacl
Usando-se técnicas de biologia molecular em mutantes com diferentes tolerâncias à salinidade, chegou-se à conclusão de que o
Ca2+
parece estar envolvido, não apenas na
manutenção da integridade das membranas
mas também no processo de
“transdução do sinal” do local de percepção do estresse
para o de síntese das proteínas codificadas pelos “genes do estresse”, os quais regulam o controle da “homeostase” da célula, do tecido ou do indivíduo.
Culturas em vitro de células e tecidos
Halófitas - toleram salinidade
Glicófitas - sensíveis a salinidade
A conclusão foi a de que a tolerância à salinidade era uma característica do indivíduo, que não se mantinha quando suas células ou tecidos eram cultivados in vitro.
Apesar de células de plantas tolerantes não originarem plantas tolerantes, esses resultados negativos forneceram importantes informações metodológicas sobre culturas de células in vitro que possibilitaram progressos nos estudos de fisiologia do estresse salino.
Sequência de reações
Pode ocorrer em milissegundos, segundos, minutos, horas, semanas ou meses, dependendo das condições e características do estresse e da respostas;
Na maioria das situações, o órgão do vegetal que é
exposto à salinidade em primeiro lugar é a raiz
Acredita-se que a nível celular a percepção seja feita pela membrana plasmática e nela estejam envolvidos receptores que detectam o componente osmótico e o componente iônico
Extresse oxidativo
Década de 90
Plantas produzem intermediários metabólicos, conhecidos como
EROs
(Espécies Reativas de Oxigênio)
*peróxido de hidrogênio (H2O2) e os radicais livres superóxido (·O2-) e hidroxil (·OH).
EROS provocam
reações com DNA, provocando mutações
oxidação dos lipídios
desnaturação das proteínas
Plantas normalmente produzem antioxidantes, porém quando não suficiente, os EROS se acumulam provocando
estresse oxidativo
.
Experimentos com
Arabidopsis thaliana
Percepção do estresse osmótico pela proteína na membrana plasmática AtHK1
Percepção do estresse osmótico pelo "efeito mecânico"
Percepção do componente iônico
do estresse salino
Após a percepção do sinal e transdução
Desbalanceamento Hormonal
Os estresses hídrico e salino diminuem a atividade das CITOC e das Gib na parte aérea do vegetal ao mesmo tempo em que aumenta a atividade do ABA. Essas mudanças foram associadas com o fechamento dos estômatos, a diminuição do crescimento e a aceleração da senescência das folhas de plantas submetidas a estresse hídrico ou salino
Produção de EROS
Aclimatação ao estresse
Enquanto essas alterações no metabolismo acontecem, as plantas realizam ajustes metabólicos, estruturais e fisiológicos a fim de conseguir seu
equilíbrio homeostático e

desintoxicação
de suas células .
Sequência de mudanças fisiológicas
e bioquímicas que ocorrem quando plantas são
submetidas a estresse salino
Homeostase osmótica e iônica
São interdependentes;
Consiste na exclusão de Na+ do citosol para o meio externo e sua compartimentalização no vacúolo, a fim de manter uma alta relação K+/Na+ e o balanço hídrico entre meio externo, citosol + organelas nele mergulhadas e vacúolo.
Homeostase bioquímica
Representa os ajustes metabólicos necessários para que o organismo possa manter-se funcional, a despeito do aumento na concentração de íons que ocorre no ambiente externo.
Desintoxicação
Exclusão dos íons tóxicos do citoplasma e
a remoção sincronizada de EROs.
Conclusão
Apesar dos avanços, pouco se conseguiu na produção de genótipos mais tolerantes à salinidade e que produzam economicamente.
Determinadas situações o uso de lavagem, de correção química do solo e de métodos de irrigação mais apropriados para uso de águas salobras algumas vezes têm se mostrado eficazes.
Resultados recentes demonstram a existência de várias isoenzimas antioxidantes que variam de acordo com o local de produção e remoção das EROs - necessidade estudos nessa área deveriam
ser feitos no nível de organelas e não, de planta ou órgão.
Assim, o problema é complexo, o que demanda
mais estudos sobre fisiologia e bioquímica do estresse, devendo ser tratado com um sistema, e não o analisando isoladamente.
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