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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)
Planta adaptada:            Planta aclimatada:
resistência geneticamente   tolerância aumentada
determinada, adquirido      como consequência de
por processo de seleção     exposição anterior ao
durante muitas gerações     estresse




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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
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                 Produtividade do cultivo
               (% de uma média de 10 anos)
       Milho       Soja
1979   104         106
1980   87          88                 Seca severa
1981   104         100
1982   108         104
1983   77          87                 Seca severa
1984   101         93
1985   112         113
1986   113         110
1987   114         111
1988   80          89                 Seca severa
(       1
    %




            0
            0   1
                1
O déficit hídrico limita a fotossíntese no
cloroplasto
O déficit hídrico diminui indiretamente a
quantidade de fotoassimilados translocados,
pois reduz a fotossíntese e o consumo de
assimilados das folhas em expansão
Diminuição da área foliar
Abscisão foliar
Acentuado crescimento das raízes
Fechamento estomático
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
  Estresse hídrico estimula a produção de etileno,
 responsável pela abscisão foliar
Acentuado crescimento das raízes
  O déficit hídrico acentua o aprofundamento das
 raízes no solo úmido
 Com a redução na expansão foliar, sobra mais
 fotossintetizados para a parte radicular
Fechamento estomático
 ABA: ácido abscísico
 O sinal vem geralmente das raízes
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        567789
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Melhoramento genético
 Difícil, em estudo
 Rendimentos baixos das culturas
AJUSTE OSMÓTICO

Ajuste osmótico é aumento no conteúdo de solutos no citosol das
células, diminuindo Ψo, e consequentemente, o Ψw

Os solutos acumulados (solutos compatíveis) são: prolina, álcoóis
de açúcar (sorbitol e manitol) e amina quaternária (betaína)

Prolina
  Aminoácido acumulado em função do aumento no fluxo de
  glutamato
  É um dos principais osmólitos acumulado durante o ajuste
  osmótico
Proteínas Lea (Late embryogenesis abundant)

   Identificadas em sementes em fase de maturação e
  dessecação
   Prováveis funções: sequestro de íons, proteção de
  membranas, função de chaperonas moleculares e
  retenção de água
Síntese de açúcares protetores
  São agentes protetores durante a desidratação celular
  Principalmente trealose
  Mantém estabilidade das membranas
ESTRESSE POR ALAGAMENTO
SITUAÇÃO BRASILEIRA




   Solos com problemas de acidez (84%), principalmente Al

   Solos com problemas de salinidade (2%), principalmente Na

   Solos rasos (7%)

   Solos c/ ausência de O2 em alguma época do ano (16%)

   Solos sem limitações para uso agrícola (9%)
ESTRESSE HÍDRICO POR ALAGAMENTO

O que acontece em solos alagados ?
ESTRESSE POR ALAGAMENTO

   O que acontece em solos alagados ?


  Falta de oxigênio
  A raiz precisa respirar para crescer!
  O O2 para a respiração das raízes provém dos
  espaços porosos do solo

Anoxia (falta total de oxigênio)
Hipoxia (reduzida concentração de oxigênio)
IMPORTÂNCIAS DO OXIGÊNIO PARA AS
           PLANTAS


O oxigênio é considerado uma molécula altamente
eletronegativa por isso possui grande capacidade de “puxar”
elétrons


Tem importância em vários processos metabólicos da planta,
como respiração, fotorespiração e reações enzimáticas
IMPORTÂNCIAS DO OXIGÊNIO PARA AS
              PLANTAS


Na cadeia transportadora de elétrons o oxigênio é uma molécula
extremamente importante por ser o aceptor final de elétrons.

Desta forma a falta de oxigênio inibe a cadeia transportadora de
elétrons, diminuindo a produção de ATP.
Cadeia Transportadora de Elétrons
Desta forma a falta de energia afeta o
crescimento de raízes e parte aérea da planta

BAIXO TEOR DE O2 provoca anaerobiose, com
baixa produção de energia, e produção e etanol
que degrada as membranas
Taxa de crescimento das raízes primária de plântulas de milho e
estágio de energia celular em função da pressão parcial de O2 no
substrato (Saglio et al., 1984).
0   )
ESTRESSE POR ALAGAMENTO

Como algumas plantas sobrevivem em
         solos alagados?
2   3   #
ESTRESSE POR ALAGAMENTO

Como algumas plantas sobrevivem em
         solos alagados?



 Através de adaptações e estruturas
especializadas provocadas, em grande
    parte, pelo hormônio etileno
Como algumas plantas sobrevivem em
              solos alagados?

                     AERÊNQUIMA

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Espécie tolerante inundada
com formação de raízes
adventícias   –   alteração
morfológica
Detalhes da formação de raízes
adventícias     em     espécie
tolerante depois do secamento
da área inundada – alteração
morfológica
Detalhes da formação de
raízes adventícias e
lenticelas caulinares
hipertróficas em espécies
tolerantes ao alagamento
.
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 Altas concentrações de sal na costa
marítima e em estuários
Na agricultura, o problema maior é
acumulação de sais provenientes da água
da irrigação
#$                            %


Área cultivada no Brasil: 66 milhões de hectares
3,63 milhões de hectares são irrigados,
correspondendo à 5,5% da área cultivada
Estes 5,5% de área representam 35% da produção
agrícola nacional
#$                            %


Área cultivada no Brasil: 66 milhões de há
3,63 milhões de há são irrigados, correspondendo
à 5,5% da área cultivada
Estes 5,5% de área representam 35% da produção
agrícola nacional
 Conclusão: sem irrigação o Brasil passaria fome!
!"




 Plantas glicófitas: pouca resistência à
salinidade.
 Plantas halófitas: nativas de solos salinos
!"



 Salinidade reduz o crescimento e a
fotossíntese de espécies sensíveis
  Alta concentração de Na inativa enzimas e
  inibe síntese protéica
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    Propriedade             Água do mar                    Água de irrigação
    Concentração de íons
    (mM)
    Na+                     457                            < 2,0
    K+                      9,7                            < 1,0
    Ca2+                    10                             0,5-2,5
    Mg2+                    56                             0,25-1,0
    Cl-                     536                            < 2,0
    SO42-                   28                             0,25-2,5
    HCO3-                   2,3                            <1,5
    Potencial osmótico      -2,5                           -0,039
    (Mpa)
    Sais dissolvidos        32.000                         500
    (mg L-1)
          A
          A      : ! :!8&
                 : ! :!8&         B,
                                  B,   #? : A
                                       #? : A   C :!
                                                C :!
&! "      )! *+


   Sensibilidade das plantas glicófitas à
  salinidade
     altamente sensíveis: milho, cebola, citros,
    nogueira-pecã, alface, feijoeiro
     Moderadamente tolerante: beterraba e
    tamareira
&! "                 !*+


                5 + <       9
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3288418 fisiologia-do-estresse

  • 1.
  • 2.
    O que éestresse?
  • 3.
    É um desviosignificativo 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)
  • 4.
    Planta adaptada: Planta aclimatada: resistência geneticamente tolerância aumentada determinada, adquirido como consequência de por processo de seleção exposição anterior ao durante muitas gerações estresse ! "# $ % &!''" #
  • 5.
    ( )* $ + $ * $$ , - !!!#
  • 6.
  • 7.
    Déficit hídrico: conteúdode água de um tecido ou célula que está abaixo do conteúdo de água mais alto exibido no estado de maior hidratação
  • 8.
    . % / Produtividade do cultivo (% de uma média de 10 anos) Milho Soja 1979 104 106 1980 87 88 Seca severa 1981 104 100 1982 108 104 1983 77 87 Seca severa 1984 101 93 1985 112 113 1986 113 110 1987 114 111 1988 80 89 Seca severa
  • 9.
    ( 1 % 0 0 1 1
  • 10.
    O déficit hídricolimita a fotossíntese no cloroplasto
  • 12.
    O déficit hídricodiminui indiretamente a quantidade de fotoassimilados translocados, pois reduz a fotossíntese e o consumo de assimilados das folhas em expansão
  • 13.
    Diminuição da áreafoliar Abscisão foliar Acentuado crescimento das raízes Fechamento estomático
  • 14.
    Diminuição da áreafoliar Falta de água causa contração celular, afrouxamento de parede e redução no turgor. Isso causa redução na expansão celular e foliar
  • 15.
    Abscisão foliar Estresse hídrico estimula a produção de etileno, responsável pela abscisão foliar
  • 16.
    Acentuado crescimento dasraízes O déficit hídrico acentua o aprofundamento das raízes no solo úmido Com a redução na expansão foliar, sobra mais fotossintetizados para a parte radicular
  • 17.
    Fechamento estomático ABA:ácido abscísico O sinal vem geralmente das raízes
  • 18.
    $ $ %% % % &' % &' % ( ( ) ) * * % % % % ) +) ) +) ), ), - - - - ) ) ++ . . % % /) /) ++ % % ) . ). % ) . ). % ( 0 ( 0 + -0 + + -0 + % % % % ,, ) % ) % ++ 00 % - % - 1 ) 1 ) ), ), . % . % . ). % . ). % 0( 0( ++ % % % % , , 00 + + %% % % 2% % 2% % ,, ,, ** ) ) %, %, . &' % . ) . % . &' % . ) . % % &' % % &' % % % 2% % 2% % , , * * +* % +* % ) ) %% 3 % 3 % % % * * % 4 % % 4 % % % % % 1 1 %% 567789 567789
  • 19.
    Melhoramento genético Difícil,em estudo Rendimentos baixos das culturas
  • 20.
    AJUSTE OSMÓTICO Ajuste osmóticoé aumento no conteúdo de solutos no citosol das células, diminuindo Ψo, e consequentemente, o Ψw Os solutos acumulados (solutos compatíveis) são: prolina, álcoóis de açúcar (sorbitol e manitol) e amina quaternária (betaína) Prolina Aminoácido acumulado em função do aumento no fluxo de glutamato É um dos principais osmólitos acumulado durante o ajuste osmótico
  • 21.
    Proteínas Lea (Lateembryogenesis abundant) Identificadas em sementes em fase de maturação e dessecação Prováveis funções: sequestro de íons, proteção de membranas, função de chaperonas moleculares e retenção de água
  • 22.
    Síntese de açúcaresprotetores São agentes protetores durante a desidratação celular Principalmente trealose Mantém estabilidade das membranas
  • 23.
  • 24.
    SITUAÇÃO BRASILEIRA Solos com problemas de acidez (84%), principalmente Al Solos com problemas de salinidade (2%), principalmente Na Solos rasos (7%) Solos c/ ausência de O2 em alguma época do ano (16%) Solos sem limitações para uso agrícola (9%)
  • 25.
    ESTRESSE HÍDRICO PORALAGAMENTO O que acontece em solos alagados ?
  • 26.
    ESTRESSE POR ALAGAMENTO O que acontece em solos alagados ? Falta de oxigênio A raiz precisa respirar para crescer! O O2 para a respiração das raízes provém dos espaços porosos do solo Anoxia (falta total de oxigênio) Hipoxia (reduzida concentração de oxigênio)
  • 27.
    IMPORTÂNCIAS DO OXIGÊNIOPARA AS PLANTAS O oxigênio é considerado uma molécula altamente eletronegativa por isso possui grande capacidade de “puxar” elétrons Tem importância em vários processos metabólicos da planta, como respiração, fotorespiração e reações enzimáticas
  • 28.
    IMPORTÂNCIAS DO OXIGÊNIOPARA AS PLANTAS Na cadeia transportadora de elétrons o oxigênio é uma molécula extremamente importante por ser o aceptor final de elétrons. Desta forma a falta de oxigênio inibe a cadeia transportadora de elétrons, diminuindo a produção de ATP.
  • 29.
  • 30.
    Desta forma afalta de energia afeta o crescimento de raízes e parte aérea da planta BAIXO TEOR DE O2 provoca anaerobiose, com baixa produção de energia, e produção e etanol que degrada as membranas
  • 31.
    Taxa de crescimentodas raízes primária de plântulas de milho e estágio de energia celular em função da pressão parcial de O2 no substrato (Saglio et al., 1984).
  • 32.
    0 )
  • 33.
    ESTRESSE POR ALAGAMENTO Comoalgumas plantas sobrevivem em solos alagados?
  • 34.
    2 3 #
  • 36.
    ESTRESSE POR ALAGAMENTO Comoalgumas plantas sobrevivem em solos alagados? Através de adaptações e estruturas especializadas provocadas, em grande parte, pelo hormônio etileno
  • 37.
    Como algumas plantassobrevivem em solos alagados? AERÊNQUIMA ( ) * ) % ) % ) , % % : % ) ) % % ) % * % - - % % % ) 1 % ) ) &' % ( ) * % -% ) ) &' % ) 2- % ) % &; % 1 : 0 1, ) ) +% % % 0 : %
  • 38.
    4 56
  • 39.
    % 7
  • 40.
    Espécie tolerante inundada comformação de raízes adventícias – alteração morfológica
  • 41.
    Detalhes da formaçãode raízes adventícias em espécie tolerante depois do secamento da área inundada – alteração morfológica
  • 42.
    Detalhes da formaçãode raízes adventícias e lenticelas caulinares hipertróficas em espécies tolerantes ao alagamento
  • 43.
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  • 44.
    : : ""# ""# ; ; : ! 1 8: 8: : ! 1 & & ; ; <! 1 8: 8: <! 1 < < $9 $9 1 1 = = 1 1 ; ; : ! : ! 1 8: 1 8: > > 1 1 ; ; <! <! 1 8: 1 8: ,2 8 ,2 8 ? ,@ 8 ? ,@ 8 9 9 ?* 8 6 ?* 8 6 55
  • 45.
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  • 46.
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  • 47.
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  • 48.
    !" Altas concentraçõesde sal na costa marítima e em estuários Na agricultura, o problema maior é acumulação de sais provenientes da água da irrigação
  • 50.
    #$ % Área cultivada no Brasil: 66 milhões de hectares 3,63 milhões de hectares são irrigados, correspondendo à 5,5% da área cultivada Estes 5,5% de área representam 35% da produção agrícola nacional
  • 51.
    #$ % Área cultivada no Brasil: 66 milhões de há 3,63 milhões de há são irrigados, correspondendo à 5,5% da área cultivada Estes 5,5% de área representam 35% da produção agrícola nacional Conclusão: sem irrigação o Brasil passaria fome!
  • 52.
    !" Plantas glicófitas:pouca resistência à salinidade. Plantas halófitas: nativas de solos salinos
  • 53.
    !" Salinidade reduzo crescimento e a fotossíntese de espécies sensíveis Alta concentração de Na inativa enzimas e inibe síntese protéica
  • 54.
    & ' $ ' $ # ($ Propriedade Água do mar Água de irrigação Concentração de íons (mM) Na+ 457 < 2,0 K+ 9,7 < 1,0 Ca2+ 10 0,5-2,5 Mg2+ 56 0,25-1,0 Cl- 536 < 2,0 SO42- 28 0,25-2,5 HCO3- 2,3 <1,5 Potencial osmótico -2,5 -0,039 (Mpa) Sais dissolvidos 32.000 500 (mg L-1) A A : ! :!8& : ! :!8& B, B, #? : A #? : A C :! C :!
  • 55.
    &! " )! *+ Sensibilidade das plantas glicófitas à salinidade altamente sensíveis: milho, cebola, citros, nogueira-pecã, alface, feijoeiro Moderadamente tolerante: beterraba e tamareira
  • 56.
    &! " !*+ 5 + < 9 # 5( % % ) 1 = 9 * >? 777 ) <8 <8 % # % @ %) ) ). % % % % 0 . + % ( % % % ) A % %
  • 57.
    $ $ D D 1 1 E# E#