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Title in Portuguese: Relações entre deficiência de potássio, metabolismo de açúcares e fotossíntese em plantas de algodoeiro
Author: Melo, Jônathas da Silva
Advisor(s): Silveira, Joaquim Albenísio Gomes da
Co-advisor(s): Martins, Marcio de Oliveira
Keywords: Gossypium hirsutum L.
Estresse nutricional
Fotossíntese
Açúcares
Carboidratos
Issue Date: 2016
Citation: MELO, Jônathas da Silva. Relações entre deficiência de potássio, metabolismo de açúcares e fotossíntese em plantas de algodoeiro. 2016. 83 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia - Ciência do Solo) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
Abstract in Portuguese: O potássio (K+) é um nutriente essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, participando de funções vitais como abertura estomática, fotossíntese e respiração. A crescente deficiência de potássio em solos agrícolas levará à sua deficiência em plantas, sendo que um dos problemas ocasionados é o acúmulo de açúcares em folhas. Diante deste contexto, foi estudado o distúrbio no metabolismo fotossintético e de açúcares na deficiência de potássio e sua recuperação em folhas de diferentes idades em algodoeiro (Gossypium hirsutum L.). Após a germinação, as plântulas foram transplantadas para potes contendo 2,8 L da solução de Hoagland e Arnon (1950). Foram aplicados os tratamentos de controle (+K: 8,0 mM de K+), deficiente (–K: 0,12 mM de K+) e recuperação de K+. O material vegetal foi coletado após 23 dias de tratamento, quando foi observada redução da fotossíntese nas seis primeiras folhas (F1 a F6, contadas da base). Imediatamente, o tratamento de recuperação foi aplicado em plantas –K remanescentes, e consistiu na substituição da solução –K pela solução +K. Após 4 dias deste tratamento, todo o material vegetal foi coletado. As folhas mais jovens foram mais susceptíveis a alterações do crescimento, fotossíntese e metabolismo de açúcares envolvidos com potássio. Na deficiência, grande parte do potássio residual foi translocado para as folhas mais novas. Ainda que os níveis de potássio na deficiência não tivessem variado entre as folhas F1 e F5, houve diferença marcante na produção de matéria seca, área foliar, fotossíntese e metabolismo de açúcares. Assim, os níveis críticos de potássio que limitaram estes processos foram maiores em folhas jovens. Devido à elevada Ci em folhas deficientes, de F1 a F5, as limitações bioquímicas parecem ter sido a causa primária da redução fotossintética nestas folhas, conquanto que as causas estomáticas fossem a causa secundária. Em folhas jovens, a glicose foi o único açúcar aumentado que poderia estar relacionado à modula- ção negativa da fotossíntese na deficiência de potássio. Em folhas velhas, a redução fotossintética não foi modulada por açúcares. Nestas folhas, a privação de potássio afetou negativamente o crescimento, fotossíntese e o metabolismo de açucares, mas estes processos puderam ser recuperados ao suprimir-se a deficiência. As folhas velhas foram menos susceptíveis a alterações destes indicadores, mas foram menos passíveis de serem recuperados. Conclui-se que os níveis similares de potássio em folhas de diferentes idades determinam diferentes respostas ao crescimento, fotossíntese e o metabolismo de açúcares, sugerindo que estes processos possam ter sido modulados indiretamente.
Abstract: Potassium (K+) is an essential macronutrient for plant growth and development, participating in vital functions such as stomatal conductance, photosynthesis and respiration. The increasing K+-deficiency in agricultural soils will lead to K+-deficiency in plants, and one of the problems caused is the accumulation of sugars in deficient leaves. View of this context, this research, was studied the disorder in photosynthetic metabolism of sugars in potassium deficiency and its recovery in leaves of different ages in cotton (Gossypium hirsutum L.). After germination, seedlings were transplanted into pots containing 2.8 L of Hoagland and Arnon’s solution (1950). The control (+K: 8.0 mM), K+-deficient (–K: 0.12 mM) and K+- recovery treatments were applied. The plant material was sampled after 23 days of treatment when it was observed reduction of photosynthesis in the first six leaves (F1 to F6, from the base). Immediately, the recovery treatment was applied to the remaining –K plants, and consisted in replacing the –K by +K solution. After 4 days of treatment, whole plant material was sampled. The youngest leaves were more susceptible to changes in growth, photosynthesis and sugars metabolism involved with potassium. On K+-deficiency, most of the K+ residual in oldest leaves was translocated to the younger. On K+-deficiency, although potassium had not varied between F1 and F5 leaves, there was a marked difference in dry matter production, leaf area, photosynthesis and sugars metabolism. Thus, the K+-critical levels that limited these processes were higher in young leaves. Due to the high Ci in deficient leaves, metabolic limitations appear to be the primary cause for reducing photosynthesis in F1 to F5 leaves. On the young leaves, the increased glucose was the only sugar which could be related to downregulation of photosynthesis in K+-deficiency. On the old leaves, reducing photosynthesis in K+-deficiency and recovery treatments was not related to the content of sugars. In young leaves, deprivation of potassium negatively affects growth, photosynthesis and sugars metabolism, but these processes could be recovered by removing up the deficiency. Old leaves are less susceptible to changes in these indicators, but are less susceptible to being recovered. It is concluded that similar potassium levels in leaves of different ages determine different responses to growth, photosynthesis and sugars metabolism, suggesting that these processes may have been modulated indirectly.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/39637
metadata.dc.type: Dissertação
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