Nanopartículas de quitosana contendo S-nitrosoglutationa em espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica: respostas fisiológicas e potencial para a restauração florestal

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dc.contributor.advisorOliveira, Halley Caixeta de
dc.contributor.authorCarmo, Giovanna Camargo do
dc.contributor.bancaBovolenta, Yves Rafael
dc.contributor.bancaSilveira, Neidiquele Maria
dc.contributor.bancaSeabra, Amedea Barozzi
dc.contributor.bancaFragoso, Rosimeri de Oliveira
dc.contributor.bancaFranco, Danilo Miralha
dc.coverage.extent157 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-10-19T19:08:57Z
dc.date.available2026-10-19T19:08:57Z
dc.date.issued2026-09-18
dc.description.abstractAs mudanças climáticas têm intensificado a ocorrência de eventos de seca, comprometendo o estabelecimento de mudas de espécies arbóreas nativas em áreas de restauração florestal. O óxido nítrico (NO) é uma molécula sinalizadora central na tolerância das plantas contra estresses abióticos. Além disso, o NO participa da regulação estomática, mas seu papel é paradoxal: dependendo da espécie, da dose e das condições ambientais, o NO pode tanto promover o fechamento quanto a abertura dos estômatos. Sua aplicação direta é dificultada devido às suas características químicas e natureza instável. A nanoencapsulação de moléculas doadoras de NO constitui uma estratégia para promover a liberação lenta e controlada deste gás, podendo aumentar sua atividade biológica. Nesta tese, avaliou-se o uso de nanopartículas de quitosana contendo S-nitrosoglutationa (CS NPs GSNO), molécula doadora de NO, como estratégia para aumentar a tolerância de mudas de Cecropia pachystachya (pioneira) e Cariniana estrellensis (não pioneira) ao déficit hídrico (DH) e melhorar seu desempenho inicial em campo. No primeiro capítulo, o efeito das CS NPs GSNO foi avaliado em mudas das duas espécies submetidas a DH moderado de longo prazo. Apenas a espécie pioneira respondeu positivamente ao tratamento com 50 μM, apresentando aumento da condutância estomática e fotossíntese, melhora do status hídrico e maior acúmulo de biomassa, além de alterações positivas na arquitetura da raiz. Em contraste, não foram detectados benefícios consistentes em C. estrellensis em nenhuma das concentrações testadas. No segundo capítulo, C. pachystachya foi avaliada em condições de campo. Na segunda semana após o plantio, as CS NPs GSNO (100 μM) aumentaram a fotossíntese e a eficiência de carboxilação em relação ao controle; na nona semana, esses valores não diferiram do controle. Ao final do experimento, as mudas tratadas apresentaram maior área foliar e maior assimilação total de CO2 que o controle e uma nanoformulação comercial. A biomassa de caule e de parte aérea foi maior apenas em relação à nanoformulação comercial (p < 0,10). Além disso, o custo estimado da formulação foi de cerca de US$ 0,025 por muda tratada. Essa é uma estimativa preliminar, que não inclui os custos operacionais de aplicação. Por fim, no capítulo 3, uma revisão narrativa da literatura discute os mecanismos moleculares por trás da dualidade do NO na regulação dos movimentos estomáticos e apresenta uma triagem com 36 espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica e dois métodos de aplicação, totalizando 46 combinações espécie-método. Destas, em 31 não foi detectada alteração na condutância estomática, enquanto 12 resultaram em aumento e 3 em redução da condutância. Isso indica que, nas condições avaliadas, a resposta estomática à aplicação de CS NPs GSNO variou entre as espécies e com o contexto metodológico. Em conjunto, os resultados indicam que as CS NPs GSNO têm potencial para mitigar os efeitos do DH em algumas espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica, como C. pachystachya. Esse potencial depende da espécie e das condições avaliadas. Assim, sua aplicação prática deve considerar a alta variabilidade interespecífica na resposta à tecnologia
dc.description.abstractother1Climate change has intensified the occurrence of drought events, compromising the establishment of native tree seedlings in forest restoration areas. Nitric oxide (NO) is a key signaling molecule involved in plant tolerance to abiotic stresses. In addition, NO participates in stomatal regulation, but its role is paradoxical: depending on the species, dose, and environmental conditions, NO can promote either stomatal closure or opening. Its direct application is hindered by its chemical properties and unstable nature. The nanoencapsulation of NO donor molecules represents a strategy to promote the slow and controlled release of this gas, potentially enhancing its biological activity. In this thesis, chitosan nanoparticles containing S-nitrosoglutathione (CS NPs GSNO), an NO donor molecule, were evaluated as a strategy to enhance the tolerance of Cecropia pachystachya (pioneer) and Cariniana estrellensis (non-pioneer) seedlings to water deficit (WD) and to improve their initial performance under field conditions. In the first chapter, the effects of CS NPs GSNO were evaluated in seedlings of both species subjected to long-term moderate WD. Only the pioneer species responded positively to treatment with 50 μM, showing increased stomatal conductance and photosynthesis, improved water status, greater biomass accumulation, and positive changes in root architecture. In contrast, no consistent benefits were detected in C. estrellensis at any of the concentrations tested. In the second chapter, C. pachystachya was evaluated under field conditions. Two weeks after planting, CS NPs GSNO (100 μM) increased photosynthesis and carboxylation efficiency compared to the control; after nine weeks, these values did not differ from the control. At the end of the experiment, treated seedlings showed greater leaf area and total CO2 assimilation than the control and a commercial nanoformulation. Stem and shoot biomass were higher only compared to the commercial nanoformulation (p < 0.10). In addition, the estimated cost of the formulation was approximately US$0.025 per treated seedling. This is a preliminary estimate that does not include operational application costs. Finally, in Chapter 3, a narrative literature review discusses the molecular mechanisms underlying the dual role of NO in the regulation of stomatal movements and presents a screening of 36 native Atlantic Forest tree species using two application methods, totaling 46 species–method combinations. Of these, no change in stomatal conductance was detected in 31, whereas 12 resulted in increased and three in decreased conductance. This indicates that, under the conditions evaluated, the stomatal response to CS NPs GSNO varied among species and with the methodological context. Taken together, the results indicate that CS NPs GSNO have the potential to mitigate the effects of WD in some native Atlantic Forest tree species, such as C. pachystachya. This potential depends on the species and on the conditions evaluated. Therefore, their practical application must account for the high interspecific variability in the response to this technology
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/20039
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCB - Departamento de Biologia Animal e Vegetal
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas
dc.subjectS-nitrosoglutationa
dc.subjectNanotecnologia
dc.subjectSeca
dc.subjectRestauração florestal
dc.subjectMudanças climáticas
dc.subjectQuitosana
dc.subject.capesCiências Biológicas - Ecologia
dc.subject.cnpqCiências Biológicas - Ecologia
dc.subject.keywordsS-nitrosoglutathione
dc.subject.keywordsNanotechnology
dc.subject.keywordsDrought
dc.subject.keywordsForest restoration
dc.subject.keywordsClimate Change
dc.subject.keywordsChitosan
dc.titleNanopartículas de quitosana contendo S-nitrosoglutationa em espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica: respostas fisiológicas e potencial para a restauração florestal
dc.title.alternativeChitosan nanoparticles containing S-nitrosoglutathione in native tree species of the Atlantic Forest: physiological responses and potential for forest restoration
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Biológicas

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