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Tipo: Tese
Título: Crescimento e expressão gênica em clones de eucalipto influenciados pelo boro e déficit hídrico
Título(s) alternativo(s): Growth and gene expression in eucalypt clones affected by water stress and boron supply
Autor(es): Nunes, Flancer Novais
Primeiro Orientador: Barros, Nairam Félix de
Primeiro coorientador: Novais, Roberto Ferreira de
Segundo coorientador: Loureiro, Marcelo Ehlers
Primeiro avaliador: Silva, Ivo Ribeiro da
Segundo avaliador: Diola, Valdir
Terceiro avaliador: Passos, Juliana de Lanna
Abstract: A implantação de eucaliptais em regiões de cerrados tem levando a necessidade da seleção de clones de eucalipto tolerantes ao déficit hídrico, principal limitante à produtividade das plantas nessas áreas. Entre as desordens nutricionais relacionadas com micronutrientes, as que envolvem o B são as mais comuns, acarretando adubações frequentes com esse micronutriente. Na época seca do ano, sintomas de deficiência de B são mais comuns, pois, com a diminuição do conteúdo de água do solo, há diminuição de seu transporte à superfície das raízes, acarretando menor absorção. Adicionalmente o B parece estar relacionado a mecanismos fisiológicos que propiciam tolerância ao déficit hídrico, como por exemplo: aumento da relação raiz:parte aérea; assim o B ou água apresentam sinergismo entre si. Os objetivos desse trabalho foram: avaliar a relação da δ13C entre clones de eucalipto sensíveis e tolerantes ao déficit hídrico; verificar a influência da fertilização com B em clones de eucalipto, cultivados sem ou com restrição hídrica, na tolerância ao déficit hídrico e no padrão de transcrição de gênica. Para atender ao primeiro objetivo, talhões com quatro anos de idade, com clones de Eucalyptus urophylla sensível (3334) ou tolerante (3335) ao déficit hídrico foram selecionados, ao fim da estação seca, nos municípios de Brasília de Minas e Bocaiúva. Foi determinado em cada talhão o potencial hídrico foliar, δ13C, índice de sobrevivência e produtividade. Para atender ao segundo objetivo, mudas dos clones 3334 e 3335 foram submetidas aos seguintes tratamentos: sem ou com 15 μmol L-1 de B e sob potencial hídricos de -0,05 ou -1,5 MPa. Após período de 10 dias amostras de folhas e raízes, contendo aproximadamente 1 g, foram coletadas para extração de RNA e, depois, as plantas foram divididas em folha, caule e raiz para determinação da produção de matéria seca e do teor de B. Por ocasião da coleta também foi determinado o potencial hídrico foliar (Ψwl), fotossíntese, condutância estomática e transpiração. Foram selecionados quatro genes relacionados ao transporte de B e polióis, e outros quatro relacionados à síntese de parede celular, sendo estes detectados por meio RT-PCR. O clone tolerante ao déficit hídrico apresentou menor δ13C, menor Ψwl e maior índice de sobrevivência. Adicionalmente, não houve diferenças nos valores de δ13C entre árvores cultivadas nos dois municípios. Estes resultados sugerem que a δ13C poderia ser utilizada como indicador de genótipos tolerantes à seca em árvores cultivadas sob restrições hídricas. A disponibilidade de água foi o fator que mais influenciou a produção de matéria seca nos dois clones. A adição de B à solução nutritiva propiciou maior produção de matéria seca pela parte aérea, fotossíntese, condutância estomática e transpiração. Houve aumento mais expressivo na produção de matéria seca pelo clone tolerante, em razão da adição de B, sugerindo que a adição deste nutriente poderia contribuir para maior tolerância à seca. Tanto os genes relacionados ao transporte de B e polióis quanto os relacionados à síntese de parede celular apresentaram maior expressão relativa nos tecidos radiculares do clone tolerante - cultivado sob déficit hídrico, na presença de B. Sugere-se que os genes das duas classes estão envolvidos na síntese de parede celular nas plantas: primeiro, a maior expressão de transportadores de polióis contribui com o suprimento de carbono; segundo, os transportadores de B vão propiciar adequado suprimento desse nutriente, responsável pela dimerização dos compostos pécticos da parede celular; e terceiro, efeito direto da maior expressão dos genes relacionados à síntese de parede celular. Salienta-se que os genes apresentaram maior expressão relativa na raiz, sinalizando maior crescimento do sistema radicular; estratégia para maior aquisição de nutrientes e água, contornando problemas causados por longos períodos de estiagem.
The increasing of the eucalypt plantation in the Cerrado region in Brazil has increasing the need to develop eucalypt clones tolerant to water stress, the main limiting factor to tree productivity in this region. Water deficit also induce B deficiency in eucalypt trees growing in these region, leading to frequent B fertilizations. During the dry season, B deficiency symptoms are more common, because the low soil water content leads to a reduced B transport rate through the soil, and, also, to a lower B uptake. Boron has been related to physiological mechanisms which provide higher plant drought tolerance, as, for example: higher root:shoot relation; thus, water and B have a synergistc effect. The objectives of this study was: 1) to evaluate the relationship between carbon isotope discrimination (δ13C) and drought tolerance in eucalypt clones; 2) to verify the influence of B availability for eucalypt clones, cultivated under restricted water availability, on water stress and gene transcription pattern. For the first objective eucalypt stands of Eucalyptus urophylla clones, one sensible (3334) and the other tolerant (3335) to water stress, with four years of age, growing in Brasília de Minas e Bocaiúva counties - Minas Gerais State -, were selected at the end of the dry season of 2007. We evaluated leaf water potential (Ψwl), δ13C, plant survival index and stem productivity. For the second objective, seedlings of the 3334 and 3335 clones, were submitted to the absence or presence of 15 μmol L-1 of B and to the water potentials of -0,05 and -1,5 MPa. Ten days after treatment application, 1 g of leaf and root samples were collected for RNA extraction, and, then, the plants were separated in leaf, stem and root to determine the dry matter production. At the harvesting time, leaf water potential, photosynthesis, stomata conductance and transpiration rate were determined. Four genes related to B and polyol transport and four genes related to cell wall synthesis were selected, and analyzed by RT-PCR. The tolerant clone presented smaller δ13C and Ψwl than the sensible one, and higher survival index. There was no difference in the δ13C values between trees of the same clone cultivated in the two counties. The results suggest that δ13C can be used as an indicator of drought tolerance for eucalypt clones when cultivated under water restriction. The water availability was the main factor affecting biomass production in both clones. Boron application improved shoot biomass production, photosynthesis, stomata conductance andtranspiration rate. Shoot dry mass production by the tolerant clone was higher, when B was added, as compared to absence of B, suggesting that this micronutrient improved drought tolerance. The genes related to B and polyol transport, and those related to cell wall synthesis, presented higher relative expression in roots tissue of the tolerant clone, cultivated under water stress, on B presence. It is suggested that both gene classes are involved in cell wall synthesis: first, higher polyol transporter gene expression provide carbon source; second, B transporters will provide adequate B supply to polymerization of pectin compounds; and thirty, the direct effect of higher gene expression of the genes related to cell wall syntheses We pointed that all of the genes presented higher relative expression in the root, signaling for higher root system development, a strategy that contributes to a higher water and nutrient acquisition, overcoming problems related to a long drought period.
Palavras-chave: Estresse hídrico
Seca de ponteiro
Eucalyptus
Water stress
Dry pointer
Eucalyptus
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Fertilidade do solo e nutrição de plantas; Gênese, Morfologia e Classificação, Mineralogia, Química,
Programa: Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas
Citação: NUNES, Flancer Novais. Growth and gene expression in eucalypt clones affected by water stress and boron supply. 2010. 76 f. Tese (Doutorado em Fertilidade do solo e nutrição de plantas; Gênese, Morfologia e Classificação, Mineralogia, Química,) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2010.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1603
Data do documento: 28-Jan-2010
Aparece nas coleções:Solos e Nutrição de Plantas

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