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Type: Tese
Title: Nanobioestimulante à base de carbon dots em plantas de feijão-caupi sob estresse salino: aspectos morfofisiológicos, bioquímicos, metabólicos e produtivos
Title in English: Carbon dots-based nanobiostimulant in cowpea plants under salt stress: morphophysiological, biochemical, metabolic and productive aspects
Authors: Oliveira, Letícia Kenia Bessa de
Advisor: Mesquita, Rosilene Oliveira
Keywords in Brazilian Portuguese : Melhorador fisiológico;Salinidade;Nanopartículas de carbono;Vigna unguiculata L. Walp.
Keywords in English : Physiological improver;Salinity;Carbon nanoparticles;Vigna unguiculata L. Walp.
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA
Issue Date: 2024
Citation: OLIVEIRA, Letícia Kenia Bessa de. Nanobioestimulante à base de carbon dots em plantas de feijão-caupi sob estresse salino: aspectos morfofisiológicos, bioquímicos, metabólicos e produtivos. 117 f. Tese (Doutorado em Agronomia/Fitotecnia) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: Os bioestimulantes vegetais estão sendo cada vez mais utilizados para potencializar a produção agrícola e melhorar o desempenho das plantas cultivadas sob condições adversas, tais como o estresse abiótico induzido pela salinidade. Estudos recentes indicam que bioestimulantes à base de nanopartículas de carbono, por exemplo, são capazes de auxiliar mecanismos de tolerância das plantas ao estresse. No entanto, devido à natureza complexa desses nanomateriais, são necessários mais estudos para que estes possam ser utilizados com segurança na agricultura. Nesse sentido, objetivou-se com o presente trabalho avaliar os efeitos do nanobioestimulante à base de carbon dots no desempenho morfofisiológico, bioquímico, metabólico e produtivo de plantas de feijão-caupi submetidas ou não ao estresse salino. O experimento foi conduzido em casa de vegetação pertencente à Universidade Federal do Ceará, situada em Fortaleza, Ceará. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em um arranjo fatorial 2 × 6, sendo duas condutividades elétricas da água de irrigação (CEa: 0,35 e 4,0 dS m-1) e seis concentrações do nanobioestimulante Arbolina aplicadas via foliar (0, 80, 160, 240, 320 e 400 mg L-1), com quatro repetições. Foram avaliadas variáveis biométricas, fisiológicas, bioquímicas, produtivas e de perfil metabólico das folhas. A salinidade da água de irrigação reduziu todas as variáveis biométricas, as trocas gasosas, os teores de pigmentos, a eficiência do aparato fotossintético e as variáveis produtivas. Por outro lado, aumentou a temperatura foliar, o teor de Na+ em folhas e raízes, os danos nas membranas, a peroxidação lipídica e a atividade de enzimas antioxidantes. A análise do perfil metabólico identificou sessenta e nove metabólitos foliares, sendo, em sua maioria, aminoácidos, açúcares e ácidos orgânicos. Do total identificado, dez demonstraram regulações significativas: prolina, serina, glicina, treonina, ácido ascórbico, tirosina, galactitol, galactinol, ácido succínico e galactose; podendo estar associados com possível tolerância das plantas ao estresse salino. Concentrações entre 240 e 320 mg L-1 do nanobioestimulante proporcionam maiores incrementos no crescimento, nas variáveis fisiológicas, bioquímicas e produtivas de plantas não estressadas. Por outro lado, concentrações entre 160 e 240 mg L-1 do nanobioestimulante atenuam os efeitos deletérios da salinidade. Sob estresse salino (4,0 dS m-1), não foi possível definir com precisão a faixa de concentração que proporciona a mitigação dos efeitos deletérios causados pela salinidade.
Abstract: Plant biostimulants are increasingly being used to enhance agricultural production and improve the performance of plants grown under adverse conditions, such as abiotic stress induced by salinity. Recent studies indicate that biostimulants based on carbon nanoparticles, for example, are capable of supporting plants' stress tolerance mechanisms. However, due to the complex nature of these nanomaterials, more studies are needed so that they can be used safely in agriculture. In this sense, the aim of this work was to evaluate the effects of carbon dot-based nanobiostimulant on the morphophysiological, biochemical, metabolic and productive performance of cowpea plants subjected or not to salt stress. The experiment was conducted in a greenhouse belonging to the Federal University of Ceará, located in Fortaleza, Ceará. The experimental design used was completely randomized, in a 2 × 6 factorial scheme, with two electrical conductivities of irrigation water (ECw: 0.35 and 4.0 dS m-1) and six concentrations of nanobiostimulant Arbolina applied through the leaves (0, 80, 160, 240, 320, and 400 mg L-1), with four replications. Biometric, physiological, biochemical, productive and metabolic profile variables of the leaves were evaluated. The salinity of the irrigation water reduced all biometric variables, gas exchange, pigment content, the efficiency of the photosynthetic apparatus and the productive variables. On the other hand, it increased leaf temperature, Na+ content in leaves and roots, membrane damage, lipid peroxidation and the activity of antioxidant enzymes. The metabolic profile analysis identified sixty-nine leaf metabolites, the majority of which were amino acids, sugars and organic acids. Of the total identified, ten demonstrated significant regulations: proline, serine, glycine, threonine, ascorbic acid, tyrosine, galactitol, galactinol, succinic acid and galactose; and may be associated with possible plant tolerance to salt stress. Concentrations between 240 and 320 mg L-1 of the nanobiostimulant provide greater increases in growth, physiological, biochemical and productive variables of non-stressed plants. On the other hand, concentrations between 160 and 240 mg L-1 of the nanobiostimulant attenuate the harmful effects of salinity. Under salt stress (4.0 dS m-1), it was not possible to precisely define the concentration range that provides mitigation of the deleterious effects caused by salinity.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77097
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5744-1016
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2284456101079539
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6310-8196
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5159843923658602
Access Rights: Acesso Aberto
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