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TOLERÂNCIA DO FEIJÃO CAUPI À SALINIDADE DO SOLO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR Laboratório de Metabolismo do Estresse de Plantas. TOLERÂNCIA DO FEIJÃO CAUPI À SALINIDADE DO SOLO. Joaquim Albenísio Gomes da Silveira. VI RENAC, MAIO 2006. Solos salinos no mundo.

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TOLERÂNCIA DO FEIJÃO CAUPI À SALINIDADE DO SOLO

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  1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR Laboratório de Metabolismo do Estresse de Plantas TOLERÂNCIA DO FEIJÃO CAUPI À SALINIDADE DO SOLO Joaquim Albenísio Gomes da Silveira VI RENAC, MAIO 2006

  2. Solos salinos no mundo • A salinidade é o principal processo de degradação do solo, ocasionando a perda de 1,5 milhões de hectares de terras aráveis por ano (FAO, 2000)

  3. Irrigados: 260 Milhões de ha Afetados: 80 Milhões de ha Solos sódicos no mundo http://www.fao.org/ag/AGL/agll/spush/topic2.htm

  4. 52% da região é semi-árida Solos sódicos (20-5%) Ministério do Meio Ambiente (2003)

  5. Solos salinos Salinização Pedogenética (Oliveira, 1997): • Ligeiramente salinos: 2 – 4; • Moderadamente salinos: 4 – 8; • Fortemente salinos: 8 – 15; • Extremamente salinos: >15 dS m-1 Salinização secundária (aumento progressivo nos níveis de sais em função de): • Salinidade da água de irrigação; • Evapo-transpiração elevada e baixa precipitação; • Má drenagem do solo; • Adubação

  6. UM POUCO DA TEORIA DO ESTRESSE...... Fonte: Bray et al., 2000

  7. AS PLANTAS TENTAM SE AJUSTAR AO ESTRESSE DE DIFERENTES MANEIRAS........ Transientes (Metabólicas) Permanentes (Genéticas) • Genéticos • Moleculares • Morfológicos • Fisiológicos Mecanismos Aclimatação Adaptação Tolerância Resistência

  8. EXISTE UM PARADIGMA........ • (Fonte: Buchanan et al., 2000)

  9. Mecanismos de resposta aos estresses hídrico e salino Zhu, 2002

  10. Mecanismos gerais da resistência ao estresse salino • Evitar os íons salinos externos → ↓absorção ↓crescimento • Evitar os íons salinos no citosol → ↑ compartimentalização vacuolar • Absorver íons e crescer → ↑resistência celular • Manter homoestase iônica, osmótica e metabólica • Manter estado hídrico favorável → ↑ condutividade hidráulica ↑ resistência estomática ↑ sistema radicular

  11. Membrana Plasmática SOS1 AKT1-Baixa-afinidade K+ NORK-Sensível a voltagem HKT1-Alta-afinidade K+ VIC-Insensível a voltagem Apse, 2000 Absorção de K+ e Na+

  12. Tonoplasto NHX1 NHX1 – promove a compartimentalização do Na+ no vacúolo Compartimentalização de Na+ em vacúolos Maathuis, 1999

  13. Durante o estresse salino - Redução na absorção de K+ - Aumento no influxo de Na+ Homoestase iônica Serrano, 2001

  14. Na+ H+ Influxo e compartimentalização de Na+ Maathuis, 1999

  15. Mecanismos da Percepção, transdução e eliminação do Na+ Fonte; Zhu 2003.

  16. RESULTADOS COM FEIJÃO - CAUPI I – EM QUAL FASE DO DESENVOLVIMENTO O FEIJÃO É MAIS SENSÍVEL À SALINIDADE? II – QUAL É O TIPO DE RESPOSTA AO NaCl? III – QUAIS OS EFEITOS DO NaCl SOBRE PROCESSOS FISIOLÓGICOS CHAVES PARA O CRESCIMENTO? IV – QUAIS AS ESTRATÉGIAS PARA SELECIONAR MATERIAIS RESISTENTES?

  17. ESTUDOS NAS FASES DE GERMINAÇÃO E ESTABELECIMENTO DA PLÂNTULA Pit 0 mM Per 25 mM 50 mM 75 mM 100 mM

  18. 36 horas 48 horas

  19. Seleção de cultivares em substrato sólido

  20. Resposta a 100 mM Perola Pitiúba

  21. Desenvolvimento inicial

  22. Resposta a 100 mM aplicado em vermiculita na fase de semeio

  23. Resposta a doses de NaCl aplicadas após o estabelecimento da plântula

  24. Após pré-tratamento com NaCl Pré-tratadas com naCl 100 mM 48h controle

  25. EFEITOS ADITIVOS E INTERATIVOS DE TRATAMENTOS DE SECA E NaCl NA RESPOSTA ANTIOXIDATIVA DE RAÍZES DE FEIJÃO-DE-CORDA [Vigna unguiculata L. (Walp.)] seca seca seca controle controle controle 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm NaCl+ NaCl+ NaCl+ H H H O O O NaCl+seca NaCl+seca NaCl+seca 2 2 2 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm Após tratamento com seca moderada (48h) e recuperação

  26. Efeito do NaCl na germinação e acumulação de Na+

  27. Mobilização de reservas para o estabelecimento da plântula e partição de Na+

  28. Efeito do NaCl na fase de crescimento acelerado Fase de estabelecimento definitivo da planta

  29. Plantas expostas a 0, 100 e 200 mM de NaCl durante 7 dias em condições controladas

  30. Plantas expostas ao NaCl durante 14 dias

  31. Sistema radicular após 7 dias

  32. Folhas com a mesma idade cronológica

  33. As cultivares pérola (A) e pitiúba (B) em condições de campo

  34. As duas cultivares após 14 dias de tratamento

  35. 200 mM cont recup.

  36. Efeito de NaCl 100 mM no crescimento

  37. Partição de Na+

  38. Partição de Cl-

  39. Efeitos do NaCl sobre processos bioquímicos e fisiológicos chaves: • Fotossíntese • Relações hídricas • Assimilação do N • Fixação de N2 • Estresse Oxidativo • Homoestase iônica (seletividade Na+/K+) • Expressão de proteínas (proteomas)

  40. Sistema de hidroponia

  41. Plantas em fase inicial de aclimatação

  42. Plantas com 21 DAP com ou sem 50 mM

  43. Plantas em processo de recuperação da taxa de crescimento (32 DAP)

  44. Planta com intensa taxa de crescimento

  45. Plantas em fase de pré-floração com intensa recuperação

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