Fisiologia do estresse em plantas

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  • Em condições naturais e agricultáveis, as plantas são expostas a estresses ambientais. O estresse tem papel importante na determinação de como o solo e o clima limitam a distribuição das espécies, seu desenvolvimento e chance de sobrevivência . DE MANEIRA GERAL Quem coordena a resposta do estresse na planta são os hormônios vegetais, TIPO COMO QUEDA DAS FOLHAS (ABA)
  • Estresse é qualquer fator externo que exerce influência desvantajosa sobre a planta, induzindo a mudanças e respostas em todos os níveis do organismo, estas podem ser reversíveis ou permanentes. Quando uma cultura não está expressando sua potencialidade máxima, é provável que as plantas estiveram ou estão sofrendo algum tipo de estresse. Mas, quase todos os fatores de estresse podem ser superados mediante a aplicação de técnicas adequadas de manejo
  • FALAR O QUE TEM NO SLIDE E DEPOIS
    AS RESPOSTAAS PODE SER
    ESCAPE-PLANTA NÃO ENTRA EM CONTATO COM ESTRESSE
    EVITAR-PLANTA ENTRA EM CONTATO COM ESTRESSE MAS NÃO SE EQUILIBRA COM ELE
    TOLERAR-QUANDO A PLANTA ENTRA EM EQUELIBRIO COM ESTRSSE E SUPORTA
  • ABIOTICOS
    AGUA –ESTRSSE POR FALTA OU EXCESSO (INUDAÇÃO)
    RADIAÇÃO-FAZER RELAÇÃO DE PLANTAS DE SOMBRA E DE SOL
    TEMPERATURA- PODE CAUSAR A DESNATURAÇÃO DAS ENZIMAS
    MINERAIS- INIBIR O DESENVOLVIMENTO DA PLANTA
    EFEITOS MECÂNICOS- O VENTO PODE DERRUBAAR A S FOLHAS E TAMBEM DIMINUI A ABERTURA ESTÔMATICA-DIMINUINDO A ENTRADA DE CO2
    BIOTICOS
    PLANTA-ADENSAMENTO PODE CAUSAR O ESTRSSE E TAMBÉM PLANTAS PARASITAS E ALELOPATICAS
    MICROORGANISMOS- FUNGOS, BACTERIAS PODEM CAUSAR ESTRESSE NA PLANTA
    ANIMAIS-INSETOS, E ANIMAIS PISOTIANDO AS PLANTAS
    HOMEM- PULUIÇÃO, FOGO, COMPACTAÇÃO DO SOLO, AGROQUIMICOS
  • PODER PELA FALTA OU EXCESSO DE AGUA. PELA FALTA É MAIS PRESENTES EM REGIÕES ARIDAS (FOTO)

    E ELE SE CARACTERIZA VER SLIDE DEFINIÇÃO
  • DÉFICIT HÍDRICO DIMINUI A FOTOSSÍNTESE NAS SEGUINTES CONDIÇÕES:
    INIBE A PRODUÇÃO DE ATP E NADPH NA CTE
    ESTIMULA A PRODUÇÃO DE DO HRMÔNIO (ABA) DIMINUINDO A TURGESCENCIA DAS CELULAS-GURDA E ASSIM FECHANDO OS ESTÔMATOS– SE FECHA OS ESTOMATOS NÃO ENTRA CO2
    EM PLANTAS DA CAATINGA ELAS PERDEM AS FOLHA POR FALTA DE AGUA , DIMINUI A AREEA FOLIAR DIMINUI A FOTOSSINTESE PQ OS CLOROPLASTO ESTÃO NA FOLHA
    CTE MOSTRANDO A IMPORTANCIA DA AGUA NA ETAPA FOTOQUIMICA
  • A FALTA DE AGUA DIMINUI O CRESCIMENTO VEGETAL PQ DIMINUI A EXPANÇÃO DA PAREDE CELULAR
    O GRAFICO MOSTRA QUE EM PW AROXIMADAMENTE EM -0,3 POR AI A TAXA DE EXPANÇÃO E A FOTOSSINTESE É ALTA, QUANDO ELE O PW PASSA PARA -0.4, A 0.5 + -, A EXPANÇÃO FOLIAR CAI, E A FOTOSSINTESSE DIMINUI CONSIDERALVELMENTE.
  • SE DIMINUI A QUANTIDADE DE FOLHA DIMINUI A QUANTIDADE FOTOSSIMILADO SINTETISADOS E TRASLOCADOS PARA AS REGIÕES DE (DRENO)
    ISSO PQ PARA QUE ESSES FOTOSSIMILADOS SEREM TRANPORTADO PRCISA-SE DE UM POTENCIAL DE PRESSÃO, A FALTA DE AGUA DIMINUI NO CARREGAMENTO DO FLOEMA, POIS AS CELULAS DO EC, NÃO TERÁ PRESSÃO DE TUGOR
  • O ESCAPE SE CARACTERIZA EM PLANTAS QUE FLORESCEM LOGO DEPOES DA CHUVA, EM REGIÕES DESERTICAS. SEGUNDA FOTO
    EVITAÇÃO—Nesse tipo de estratégia, a condutância estomática se mantém inalterada frente a reduções nas disponibilidades de água do solo e da atmosfera, resultando em redução do potencial hídrico da planta. Nos meses mais secos essa influência foi menor, como se observa em plantas com comportamento isohídrico, que reduzem a condutância estomática e mantêm potenciais hídricos constantes frente ao aumento da seca ambiental.

    I IMAGEM É UMA ALGAROBA PLANTA DE SISTEMA RADICULAR PROFUNDO
    PORÉM ELAS PODEM Apresentar maiores taxas de mortalidade por "privação de carbono", em decorrência do seu comportamento isohídrico.
  • LER OU DECORAR
    o etileno promove a dissolução enzimática da parede celular fazendo com que as folhas caiam,
    O déficit hídrico acentua o aprofundamento das raízes no solo úmido Com a redução na expansão foliar, sobra mais fotossintetizados para a parte radicula.
    o ABA INDUZ A A SAIDA DE K+ DAS CELULAS-GUARDA, AUMENTANDO O PH, E CAUSANDO O FECHAMENTO ESTÔMATICO
  • SINTESE DE AÇUCARES PROTETORES--- SÃO ACUCARES QUE Mantém estabilidade das membranas EVITANDO A FLACIDEZ CELULAR

    AS Proteínas Lea (Late embryogenesis ABUNDANT) São hidrofílicas, termoestáveis podendo atuar como seqüestradores de íons;. Agentes de solvatação de membranas e outras proteínas, agindo como verdadeiros protetores dos componentes celulares devido os danos ocasionados pela ausência de água
  • AS FOLHAS CAIAM EM RESPOSTA AO ABA (LER QUADRADINHO)
  • EM PLANTAS C3 FACULTATIVAS QUANDO EM CONDIÇÕES DE ESTRESSE PODE VIRAR UMA PLANTA CAM, ESTOMATOS ABRE DE NOITE E FECHA DE DIA
    PARA DIMUIR AS PERDAS POR transpiraçõa CUTICULAR
    SO FALAR DO CACTOS E DO OITI– ESTE ULTIMO COM CERA PARA PERDER MENOS AGUA---
    SO FALAR
  • Temperatura foliar alta + déficit hídrico = estresse térmico
    Plantas podem sofrer superaquecimento::: grande influxo de energia capaz de ser absorvida combinada com uma perda insuficiente de calor. O efeito do calor depende de sua duração, a regra da dose diz que pouco calor por longo período provoca tanto dano quanto muito calor por curto período. A maior parte dos vegetais não é capaz de sobreviver a uma prolongada exposição a temperaturas maiores que 45ºC. As células e os tecidos que não estão em crescimento ou estão desidratados (como as sementes) podem sobreviver a temperaturas muito mais altas do que os hidratados ou em crescimento ativo. Assim, durante o período mais ativo de crescimento, as plantas são muito sensíveis ao calor.

    CAM E C4 SÃO MAIS ADAPTADAS AO CALOR, DO QUE C3, POIS A C4 E CAM NÃO SATURAM COM A LUZ. JÁ A C3 TEM A FOTORRESPIRAÇÃO O QUE DIMINUI NA FOTOSSINTESE LÍQUIDA
    IMAGENS C4, CAM, E C3
  • A CLOROFILA DISSIPA CALOR NO ESTGIO EXCITADO EM FORMA DE FLORESCENCIA. E TAMBÉM PODE CAUSAR DANO NA PROTEINA D1 NO PS2 DIMININDO NA FOTOSSINTESE
    DESNATURAÇÃO DAS ENZIMAS ( NO CASO RUBISCO RESPONSAVEL PELA FIXAÇÃO DE CO2 )
    FOTORRESPIRAÇÃO PODE ACONTECER
    TRICOMAS E CAROTENOIDES PEGMENTOS PROTETORES
  • As raízes, em geral, obtêm O2 suficiente para a respiração aeróbica diretamente do espaço gasoso do solo. Mas, num solo inundado, pode haver o bloqueio da difusão do oxigênio na fase gasosa
    DIMINUI A SINTESE DE ATP NA CTE, OCORRENDO A FERMENTAÇÃO--falta de oxigênio faz com que ocorra respiração anaeróbica (fermentação), pouco ATP é produzido (energia insuficiente para os processos metabólicos), além da possibilidade do lactato e etanol serem tóxicos para as células
    A produção de etileno endógeno que vai estimular o alongamento celular do pecíolo ou entrenós. Os órgãos são estendidos até a superfície da água alcançando o ar para captação de O2.
  • TUDO POR CAUSA DO ETILENO
  • TUDO POR CAUSA DO ETILENO
  • O EXCESSO DE SAL DiminuiA fotossíntese e O crescimento: PQ o excesso de sais degrada a clorofila e há acúmulo de antocianinas.
    O maior problema de alta concentração de sais está na água de irrigação. A evaporação e transpiração removem a água pura do solo e esta perda d’água concentra solutos no solo, podendo prejudicar espécies sensíveis aos sais. EXISTEM PLANTAS COM Ótimo de crescimento em níveis moderados de sal, este ótimo está relacionado com a capacidade das células de acumularem íons no vacúolo, diminuindo a quantidade tóxica no citosol. ESSA PLANTAS SÃO AS
    HALÓFITAS E AS
    glicófitas 􀃆 menos resistentes ao sal que as halófitas. A concentração é limitante quando começam a mostrar sinais de inibição do crescimento, descoloração foliar e perda de peso seco
    O SAL PODE CAUSAR DOIS EFEITOS SLIDE
    LER SLIDE
  • LER SLIDES
    A FOTO MOSTRA O NANISMO POR CAUSA DA INATIVAÇÃO DE ENZIMAS E A NECROSE E CLOROSE INTENSA POR CAUSA DO ACUMULO DE ANTOCIANINAS
  • LER TOPICO 1
    PALNTA DE SAL QUE POSSUEM glândulas de sal nas folhas de algumas . A erva-sal (Atriplex nummularia Lindl.) é uma espécie forrageira originária da Austrália, que demonstra grande adaptação a regiões áridas e semi-áridas e está presente em toda a América do Sul, principalmente Argentina, Chile e Brasil (SOUZA et. al., 2004) PLANTA ACUMULA SODIO NOS SEUS TECIDOS
  • Dano por resfriamento provoca crescimento mais lento (diminui a velocidade das reações, diminui a energia disponível, há menor absorção de água e nutrientes, cai a biossíntese e assimilação, afeta o crescimento), as folhas descolorem ou tornam-se lesadas e a folhagem dá impressão de estar encharcada. Se as raízes sofrem o dano, a planta pode murchar.
    NAS PLANTAS C3 O ESTRESSE É LOGO VISTO PQ ESTAS TEM SUAS ENZIMAS ATIVADA PELA LUZ (EX: RUBISCO) SOFREM ESTRESSE POR CONGELAMENTO
    Capacidade de adaptação DEPENDE DA PLANTA
    IMAGEM 1 SOJA E 2 CAFÉ – FORMAÇÃO DE CRISTAS DE GELO
  • PORQ A AGUA NÃO CHEGA ATÉ O APICE DA PLANTA, OU SEJA NÃO A HIDRATA
    AS CRISTAS DE GELO NO SIMPLASTO ROMPE A MEMBRANA DISPEJANDO TODO O CONTEUDO CELULAR E MATANDO A PLANTA
    Alteração das propriedades das membranas: há perda de função das membranas, podendo diminuir o poder de seleção. Também há dano às membranas dos cloroplastos, inibindo a fotossíntese. Há dano às membranas mitocondriais e as taxas respiratórias caem. Também há translocação mais lenta de carboidratos, inibição da síntese protéica e aumento da degradação de proteínas existentes. Perda de solutos devido ao dano no tonoplasto.
  • VER TAIZ, OU LER
  • ESSES APARELHOS TIPO O IRGA MEDE VARIA VARIAVES COMO CONDUTÂNCIA ESTOMATICA, TAXA FOTOSSINTETICA ETC..
    VC PODE ANALISAR O ESTRESSE DE UMA PLANTA SENDO QUE VC CONHEÇA SEU METABOLISMO. POR EXEMPLO: A TEMPERATURA OTIMA PRA A FOTOSSINTESE NUMA PLANTA C3 É DE 20 A 25º, SE TIVER MAIS DE QUE ISSO TA SO ESTRESSE, ALÉM DISSO VC PODE ANALISAR O PONTO DE COMPENSAÇÃO DE CO2 SEJA NAS C3, C4, CONHECENDO ESSES VALORES E ATRAVÉS DESSES APARELHOS VC PODE DIZER SE A PLANTA SOB ESTRESSE OU NÃO
  • Fisiologia do estresse em plantas

    1. 1. FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Professor: José Vieira Silva Discentes: Cinara Bernardo da Silva José Adeilson Santos Barreto Julianna Catonio da Silva Universidade Federal de Alagoas Campus de Arapiraca Ciências Agrárias
    2. 2. O QUE É ESTRESSE ?  É um desvio significativo das condições ótimas para a vida, e induz mudanças e respostas em todos os níveis funcionais do organismo, os quais são reversíveis a princípio, mas podem se tornar permanente (Larcher, 2000)  É um fator externo que exerce uma influência desvantajosa para a planta (Taiz & Zeiger, 2002)
    3. 3. RESPOSTA AO ESTRESSE: ADAPTAÇÃO OU ACLIMATAÇÃO  Tolerância: aptidão da planta para enfrentar um ambiente desfavorável  Planta adaptada: resistência geneticamente determinada, adquirido por processo de seleção durante muitas gerações  Planta aclimatada: tolerância aumentada como consequência de exposição anterior ao estresse  ESCAPE / EVITAR / TOLERAR
    4. 4. FATORES DE ESTRESSE  ABIÓTICOS • Água • Radiação • Temperatura • Gases • Minerais • Efeitos Mecânicos  BIÓTICOS • Planta • Micro-organismos • Animais • Origem Antropogênica
    5. 5. ESTRSSE HÍDRICO: FALTA OU EXCESSO DE ÁGUA  Déficit hídrico: conteúdo de água de um tecido ou célula que está abaixo do conteúdo de água mais alto exibido no estado de maior hidratação. Fonte: http://www.google.com/imgres?imgurl=http://verdypaisagismo.com.br
    6. 6. DÉFICIT HÍDRICO E A FOTOSSÍNTESE  A água = principal doador de elétrons  Fechamento estomático= impede a entrada de CO2  Abscisão foliar para perder menos água
    7. 7. DÉFICIT HÍDRICO E O CRESCIMENTO VEGETAL  Diminui a turgescência necessária para a expansão celular
    8. 8. DEFICT HÍDRICO E A TRANSLOCAÇÃO DE FOTOASSIMILADOS O déficit hídrico diminui indiretamente a quantidade de fotoassimilados translocados, pois reduz a fotossíntese e o consumo de assimilados das folhas em expansão.
    9. 9. RESPOSTA AO DEFICITE HÍDRICO  ESCAPE= plantas de ciclo rápido  EVITAÇÃO=plantas que mantém o Ψw alto (Isohídricas) Fonte: http://www.google.com/imgres?imgurl=http://verdypaisagismo.com.br
    10. 10. RESPOSTA AO DEFICITE HÍDRICO  Diminuição da área foliar • Falta de água causa contração celular, afrouxamento de parede e redução no turgor. Isso causa redução na expansão celular e foliar  Abscisão foliar • Estimulo na síntese de etileno • Acentuado crescimento das raízes  Fechamento estomático • ABA: Ácido abscisíco
    11. 11. RESPOSTA AO ESTRESSE HÍDRICO  Síntese de açúcares protetores • São agentes protetores durante a desidratação celular principalmente trealose • Mantém estabilidade das membranas  Ajuste osmótico • Aumento no conteúdo de solutos no citosol das células, diminuindo Ψo, para que as células absorva mas água • Os solutos acumulados são (solutos compatíveis) são: prolina, álcoóis de açúcar (sorbitol e manitol) e amina quaternária (betaína).  Proteínas Lea (Late embryogenesis abundant)
    12. 12. RESPOSTA AO DEFICITE HÍDRICO Folhas de plantas jovens de algodoeiro (Gossypium hirsutum) sofre abscisão em resposta ao estresse hídrico (adaptado,Taiz & Zeiger, 2002)
    13. 13. RESPOSTA AO ESTRESSE HÍDRICO  Estimula o metabolismo CAM  Cutícula mais espessa  Presença de tricomas, cera refletora cuticular.  Alteração na orientação das folhas
    14. 14.  Temperatura foliar alta + déficit hídrico = estresse térmico.  Algumas plantas suportam altas taxas de temperatura (C4, CAM), outras tem a fotossíntese afetada (C3) ESTRESSE POR CHOQUE TERMICOS
    15. 15.  Diminuição da fotossíntese (Fotoinibição) • Degradação da enzimas • Produção de radicais livres oxigênio singleto (Foto-oxidação) • Diminuição da estabilidade das membranas celulares DANOS CAUSADOS POR ESTRESSE TÉRMICO ADAPTAÇÕES Fonte: http://www.google.com/imgres?imgurl=http://3.bp.blogspot.com
    16. 16. ESTRESSE POR ALAGAMENTO  Diminui a disponibilidade de oxigênio: • Respiração anaeróbica • Baixa produção de ATP • Acúmulo de etileno Fonte: http://www.google.co/imgres.companoramio/photo
    17. 17.  Epnastia= maior crescimento da parte superior causando o curvamento do caule.  Formação de raízes adventícias RESPOSTA DAS PLANTAS A AUSÊNCIA DE O2 Fonte: c356.4shared.com/doc/b-ME6Osg/preview.html
    18. 18.  Formação do Aerênquima induzido pelo acúmulo de etileno qual promove a morte das células do cortx • Formação de pneumatóforos (raízes respiratórias) Como algumas plantas sobrevivem em solos alagados? Fonte: c356.4shared.com/doc/b-ME6Osg/preview.html
    19. 19.  Halófitas = nativas de solos salinos • Tamarix sp, Atriplex sp  Glicófitas =menos resistentes ao sal que as halófitas • Milho, cebola, algodão, alface, feijão etc...  Dois efeitos: osmóticos e iônicos específicos • 1º Diminui o Ψw • 2º Inibição da atividade de varias enzimas ESTRESSE SALINO
    20. 20. SINTOMAS CAUSADO PELO SAL  Pode provocar nanismo e inibição do crescimento da raiz.  O crescimento das gemas pode ser adiado, os ramos ficam atrofiados e as folhas têm área menor
    21. 21. ESTRATÉGIA PARA EVITAR O DANO CAUSADO PELO SAL  Presença de estrias de caspary na endoderme = restringem o movimento de íons para o xilema via apoplasto. Devem atravessar via simplasto, atravessando a membrana plasmática, onde há seleção  Presença de glândulas de sal nas folhas de algumas espécies •Atriplex sp (erva-sal)
    22. 22. ESTRESSE POR CONGELAMENTO E RESFRIAMENTO As espécies tropicais e subtropicais são tipicamente suscetíveis ao dano por resfriamento; ( feijão, arroz, tomate, batata-doce etc...)  “Capacidade de adaptação” Foto: Marcelo Grucke / VC no ESTV
    23. 23. ESTRESSE POR CONGELAMENTO E RESFRIAMENTO  Danos por Congelamento: • Formação de gelo no apoplasto levando a dessecação • Formação de gelo no simplasto levando a ruptura da membrana  Danos por Resfriamento • Alteração na fluidez da membrana = diminuindo a fotossíntese, transporte de solutos, respiração e a transdução de sinais • Pode modificar atividade de muitas enzimas
    24. 24. RESPOSTA AO CONGELAMENTO E RESFRIAMENTO  Proteínas anticongelamento  Síntese de açúcares e outras substâncias induzidas pelo frio  Evitação do congelamento formando isolantes térmicos por pilosidade ou adensamento
    25. 25. METODOLOGIA PARA MEDIR O ESTRESSE EM PLANTAS
    26. 26. Obrigado!!

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