características anatômicas e fisiológicas de genótipos de sorgo contrastantes para tolerância à seca

87 Pages·2011·0.53 MB·Portuguese

LEANDRO DE OLIVEIRA LINO

CARACTERÍSTICAS ANATÔMICAS E
FISIOLÓGICAS DE GENÓTIPOS DE SORGO
CONTRASTANTES PARA TOLERÂNCIA À
SECA

LAVRAS – MG
2011
LEANDRO DE OLIVEIRA LINO

CARACTERÍSTICAS ANATÔMICAS E FISIOLÓGICAS DE
GENÓTIPOS DE SORGO CONTRASTANTES PARA TOLERÂNCIA À
SECA

Dissertação apresentada à Universidade
Federal de Lavras, como parte das
exigências do Programa de Pós-
Graduação em Agronomia/Fisiologia
Vegetal, área de concentração em
Fisiologia Vegetal, para a obtenção do
título de Mestre.

Orientador
Dr. Evaristo Mauro de Castro

Coorientador
Paulo César Magalhães, PhD

LAVRAS – MG
2011
Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca d a UFLA

Lino, Leandro de Oliveira.

Características anatômicas e fisiológicas de genótipos de sorgo

contrastantes para tolerância à seca / Leandro de Oliveira Lino. –

Lavras : UFLA, 2011.
85 p. : il.

Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Lavras, 2011.
Orientador: Evaristo Mauro de Castro.
Bibliografia.

1. Sorghum bicolor L. 2. Estresse hídrico. 3. Transpiração. 4.
Fotossíntese. 5. Anatomia. I. Universidade Federal de Lavras. II.
Título.

CDD – 581.1
LEANDRO DE OLIVEIRA LINO

CARACTERÍSTICAS ANATÔMICAS E FISIOLÓGICAS DE
GENÓTIPOS DE SORGO CONTRASTANTES PARA TOLERÂNCIA À
SECA

Dissertação apresentada à Universidade
Federal de Lavras, como parte das
exigências do Programa de Pós-
Graduação em Agronomia/Fisiologia
Vegetal, área de concentração em
Fisiologia Vegetal, para a obtenção do
título de Mestre.

APROVADA em 29 de Julho de 2011.

Dr. Fabrício José Pereira UFLA

Paulo César Magalhães, PhD. EMBRAPA Milho e Sorgo

Dr. Evaristo Mauro de Castro
Orientador

LAVRAS – MG
2011
À minha família, que sempre me apoiou em todas as minhas decisões e, mesmo à
distância, se fez presente nos momentos em que mais precisei, contribuindo para
formação dos meus princípios e valores. Em especial à minha mãe, Neila, o
verdadeiro e grande amor da minha vida.

DEDICO
AGRADECIMENTOS

À Universidade Federal de Lavras (UFLA) e ao programa de Pós-
Graduação em Fisiologia Vegetal, pela oportunidade concedida para realização
do mestrado.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
(CNPq), pela concessão da bolsa de estudos.
À Embrapa Milho e Sorgo, pela oportunidade de estágio, crescimento
profissional, pelo apoio financeiro e tecnológico.
Ao professor Dr. Evaristo Mauro de Castro, pela orientação, paciência,
confiança, amizade e pelos seus conselhos valorosos dos quais vou me lembrar
por toda vida.
Ao Dr. Paulo César Magalhães, pela orientação, paciência e amizade,
um grande exemplo de competência e profissionalismo.
A Dra. Adriana Tiemi Nakamura, pela amizade, companheirismo, pelas
incontáveis horas de descontração e alegria e por seus ensinamentos valorosos
em histologia vegetal.
Ao Doutorando Thiago Correia de Souza, pela incansável paciência,
companheirismo, amizade, sempre presente em todas as etapas desse trabalho.
Ao professor Dr. Fabrício José Pereira, pelas orientações na estatística.
Aos técnicos da Embrapa Milho e Sorgo, Gilberto e Fábio, pela amizade
e por cuidarem com dedicação e afinco dos nossos experimentos.
Aos amigos do laboratório de anatomia vegetal da UFLA, Elícia, João,
Maíra, sem os quais esse trabalho jamais poderia ser concluído.
Aos demais amigos do laboratório que não contribuíram diretamente
para esse trabalho, mas que no decorrer desses dois anos compartilharam comigo
alegrias, tristezas, fracassos e acertos, tornando a vida mais fácil e divertida,
Afonso, Flávia, Marines, Maurício, Mírian, Melina, Renê, Samara.
Aos amigos da fisiologia vegetal, Ana Catarina André, Amanda, Carla,
Camila, Diogo, Jean, Helbert, Michele, Vinícius, Tânia pelo companheirismo,
desde as infindáveis horas de estudo, brigas, discussões e confraternizações.
Aos funcionários e técnicos do Departamento de Biologia Dartagnan,
Barrinha, Du, Irondina, Zélia, Rafaela, Lena, Joice e Emanuelle.
Às amizades sinceras que fiz aqui em Lavras, de modo especial a
Simone Abreu Asmar, que me ajudou muito nos primeiros meses durante minha
adaptação, sem pedir nada em troca e a Tatielle Custódio, que abriu as portas da
sua casa e do seu coração para nossa amizade.
“A natureza é sempre um livro divino, onde as mãos
de Deus escrevem a história da sua sabedoria, livro da
vida, que constitui a escola de progresso espiritual do
homem”

Emmanuel
RESUMO GERAL

A disponibilidade hídrica exerce forte impacto sobre a produtividade
agrícola. O estresse hídrico, na fase reprodutiva, limita a produtividade de
culturas em áreas propensas à seca. Com o objetivo de caracterizar as mudanças
anatômicas e fisiológicas em linhagens de sorgo contrastantes para a tolerância à
seca plantas de sorgo foram estressadas gradativamente até o potencial da água
no solo atingir aproximadamente o valor de –100 kPa. O delineamento foi
inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4x2x2, sendo quatro linhagens
(duas tolerantes à seca: Tx642, 99100 e duas sensíveis: BR007 e BR001) dois
estádios fenológicos (florescimento e frutificação) e dois sistemas de manejo,
irrigado e estressado com três repetições e parcela experimental constituída de
um vaso com três plantas, todos os dados obtidos foram submetidos à análise de
variância e ao teste de Scott-Knott. Após o término da imposição do estresse
hídrico, no período da manhã, o teor de clorofila das folhas bandeira foram
avaliadas com o clorofilometro também foram realizadas medidas instantâneas
de trocas gasosas com analisador de trocas gasosas no infravermelho modelo LI-
6400. Para realização de secções paradérmicas e transversais nas faces adaxial e
abaxial. foram coletadas amostras do terço médio das folhas bandeiras e fixadas
em F.A.A , posteriormente, as amostras foram submetidas aos procedimentos
70
usuais em microtécnica vegetal. O restante da folha foi coletado excluindo-se a
nervura central, envolvida em papel alumínio e mergulhadas em nitrogênio
líquido e, posteriormente, transferidas para freezer, onde permaneceram a -86ºC,
até o momento das análises enzimáticas. Foram realizadas análises das enzimas
do sistema do sistema antioxidante APX, POD, CAT. Após os grãos atingirem a
maturidade fisiológica foram avaliados o peso da panícula, peso seco da raiz,
peso dos grãos, peso da planta, peso de 100 grãos e o índice de colheita. A
linhagem tolerante à seca 99100 reúne o maior número de atributos anatômicos e
fisiológicos relacionados à tolerância a esse estresse. Foi encontrada elevada
atividade enzimática da APX e CAT na linhagem Tx642 que pode ser um
indicativo de maior capacidade do sistema antioxidante nesse genótipo. Todas as
linhagens de sorgo sofreram redução no teor de clorofila sob estresse hídrico. A
fotossíntese, condutância estomática e a transpiração foram maiores no
florescimento para as linhagens sensíveis à seca e maior na frutificação para
linhagens tolerantes à seca. As linhagens apresentam uma maior eficiência do
uso da água na frutificação. Sob estresse hídrico durante a frutificação ocorreram
uma melhor eficiência de carboxilação. As linhagens de sorgo no geral são mais
sensíveis no florescimento.

Palavras-chave: Sorghum bicolor. Tolerância á seca. Estresse hídrico. Anatomia
vegetal.
GENERAL ABSTRACT

The water availability and temperature are the climatic factors of greater
effect on agricultural productivity. Water stress during the reproductive phase is
one of the most limiting factors of productivity in drought-prone areas. The aim
of this study was characterize in greenhouse under water stress the
morphoanatomical changes in sorghum lineages contrasting for drought
tolerance. The imposition of stress was done gradually until the soil water
potential reaches a value of approximately -100 kPa. The design was completely
randomized DIC in a 4x2x2 factorial, with four lines, two drought-tolerant,
Tx642, 99100 and two sensitive and BR007 BR001, two phenological stages,
flowering and grain filling and two management systems irrigated and stressed,
totaling 16 treatments with three repetitions each represented by a pot. Each pot
had two plants at the point of collection. Analyses were performed on the flag
leaf after the imposition of water stress for 10 days In the morning flag leaves
were sampled with SPAD chlorophyll meter to quantify the relative chlorophyll
content instantaneous gas exchange measurements was used with a LI-6400
IRGA to. After the grain reaches physiological maturity were evaluated panicle
weight, root dry weight, grain, plant, 100 grain weight, harvest index. for
conducting paradermic and transverse sections in the adaxial and abaxial
samples were collected from the middle third of the flag leaf and fixed in FAA ,
70
then the samples were subjected to the usual procedures in microthecniques. The
rest of the leaves were collected excluding the midrib, wrapped in aluminum foil
and dipped in liquid nitrogen and then transferred to freezer, where it remained
at -86 ° C until the time of enzymatic analysis. It was proceeded the antioxidant
defense system APX, POD, CAT. The drought-tolerant strain 99100 resulted in
the largest number of attributes and anatomical changes that allows it to better
withstand drought. Most of the anatomical changes occurred in the first beam of
larger diameter in the mesophyll. High enzyme activity of APX and CAT was
found in the lineage Tx642 that may be indicative higher ROS production in this
species. All sorghum lineages were reduced in relative chlorophyll content under
water stress. The highest relative content of chlorophyll does not appear to be
related to the thickness of the mesophyll. Photosynthesis, stomatal conductance
and transpiration were higher in the flowering strains sensitive to drought and
increased pod filling lineages tolerant to drought. The strain 99100 showed a
higher photosynthetic activity, than the control, the increased investment in root
system, which contributed to its higher productivity. The strains have a greater
efficiency of water use in grain filling. Under water stress lines filling the
stadium had a better efficiency of carboxylation. The sorghum lines generally
had higher losses in the production area in the flowering part, this is the most
critical stage to the strains studied.