Plasticidade no uso do nitrogênio por espécies arbóreas neotropicais de grupos funcionais distintos cultivadas sob diferentes intensidades luminosas

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorOliveira, Halley Caixeta de
dc.contributor.authorDebiasi, Tatiane Viegas
dc.contributor.bancaGaspar, Marília
dc.contributor.bancaDuarte, Karoline Estefani
dc.contributor.bancaFreschi, Luciano
dc.contributor.bancaPimenta, José Antonio
dc.coverage.extent112 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-10-02T13:12:31Z
dc.date.available2024-10-02T13:12:31Z
dc.date.issued2022-01-31
dc.description.abstractAs plantas absorvem o nitrogênio (N) do solo principalmente de fontes inorgânicas como o nitrato (NO3-) e o amônio (NH4+). O consumo energético é mais elevado quando o nitrogênio é assimilado a partir do NO3-, se comparado ao NH4+. Porém, este cátion quando acumulado em grandes concentrações nas células provoca toxicidade, devendo ser rapidamente assimilado em aminoácidos nas raízes. A assimilação do N depende da fotossíntese e, consequentemente, é influenciada pela luz. Este estudo verificou a influência da intensidade luminosa no uso do N por mudas de espécies arbóreas neotropicais cultivadas em hidroponia na casa de vegetação. Foram realizadas análises de crescimento, fotossintéticas e bioquímicas. As espécies escolhidas foram Cecropia pachystachya (intolerante à sombra), Guarea kunthiana (tolerante à sombra, de sub-bosque) e Cariniana estrellensis (tolerante à sombra, que atinge o dossel). No primeiro experimento, foi avaliado se o aumento da intensidade luminosa induz a preferência pela absorção de NO3- em relação ao NH4+, em mudas cultivadas com nitrato de amônio. O monitoramento da incorporação de 15N em aminoácidos indicou que C. pachystachya mudou de um metabolismo do N desacelerado sob baixa luminosidade (BL) para um expressivo uso de ambas as fontes de N sob alta luminosidade (AL), aumentando substancialmente a concentração de aminoácidos com 15N derivados do 15NO3- e 15NH4+ nas raízes e folhas. Guarea kunthiana apresentou baixíssimo uso de NO3- sob BL, mas aumentou expressivamente a assimilação de NO3- nas raízes e folhas sob AL, apresentando elevada plasticidade no uso do N pela influência da luz. Em C. estrellensis, o aumento da intensidade luminosa induziu a assimilação de NH4+ nas raízes e NO3- nas folhas. Esses resultados demonstraram que as respostas das estratégias do uso do N à intensidade luminosa foi diferente em cada espécie, e estão de acordo com suas características ecológicas. No segundo experimento, foram verificados os efeitos do NO3- ou NH4+ sobre as mudas quando submetidas a diferentes intensidades luminosas. Observou-se que as três espécies apresentaram decréscimo do crescimento no cultivo com NH4+, em relação ao NO3-, sob luminosidade intermediária (ML) e AL, mas não sob BL. Essa diminuição foi de 64% (ML) e 54% (AL) em C. pachystachya, de 22% (ML) e 36% (AL) em G. kunthiana e de 32% (ML) e 20% (AL) em C. estrellensis. O alto dreno energético e de carbono imposto pela elevada taxa de assimilação do NH4+ em aminoácidos, indicado pelo aumento da concentração de aminoácidos nas raízes e folhas de plantas cultivadas com NH4+, provavelmente levou à redução do crescimento sob ML e AL nas três espécies. O menor crescimento das mudas com NH4+ sob ML e AL também foi associado com diminuições da área foliar e teor de clorofilas e com a limitação estomática da fotossíntese em C. pachystachya, e com a menor área foliar, a limitação em parâmetros fotossintéticos e ao estresse oxidativo em G. kunthiana. Cariniana estrellensis foi a espécie que demonstrou maior tolerância ao NH4+, pois foi a única que não apresentou redução da área foliar e limitações da fotossíntese, o que propiciou o aumento do crescimento sob ML e AL no cultivo com NH4+, em relação à BL. O aumento da intensidade luminosa favoreceu o cultivo com NO3-, em relação ao NH4+, em mudas de espécies arbóreas neotropicais. A elucidação da preferência por NO3- ou NH4+ e a compreensão da toxicidade do NH4+ em espécies arbóreas sob diferentes intensidades luminosas são importantes para a restauração florestal porque auxiliam na escolha de espécies para reflorestamentos, uma vez que fonte de N e luz influenciam significativamente a sobrevivência das mudas no campo.
dc.description.abstractother1Plants absorb nitrogen (N) from the soil mainly from the inorganic sources nitrate (NO3 ) and ammonium (NH4+). Energy consumption is higher when NO3- is assimilated, compared to direct use of NH4+. However, NH4+ cannot be accumulated in large concentrations in cells due to its toxicity, so it is quickly assimilated into amino acids in the roots. Nitrogen assimilation depends on photosynthesis and, consequently, is influenced by light. This study aimed to verify the influence of light intensity on the N use by seedlings of neotropical tree species cultivated in hydroponics, using growth, photosynthetic and biochemical analyses. The species chosen were Cecropia pachystachya (a shade-intolerant species), Guarea kunthiana (a shade-tolerant understory species) and Cariniana estrellensis (a shade-tolerant canopy species). In the first experiment, it was evaluated whether light intensity induces the use of NO3-, in relation to NH4+, in seedlings cultivated with ammonium nitrate (NH4NO3). The incorporation of 15N into amino acids showed that C. pachystachya changed from a decelerated N metabolism under low light (LL) to an expressive use of both N sources under high light (HL), substantially increasing the concentration of 15N-amino acids derived from 15NO3- and 15NH4+ in roots and leaves. Guarea kunthiana showed a very low NO3- use under LL, but significantly increased NO3- assimilation in roots and leaves under HL, showing high N use plasticity to light. In C. estrellensis, the increase in light intensity induced the assimilation of NH4+ in the roots and NO3- in the leaves. These results showed that the responses in the N use strategies to light intensity were different in each species, and are compatible with their ecological characteristics. In the second experiment, we verified the effects of NO3- and NH4+ on seedlings growing under different light intensities. It was found that the three species showed decreased growth (dry mass) in the cultivation with NH4+, in relation to NO3-, under moderate luminosity (ML) and HL, but not under LL. This decrease was approximately 64% (ML) and 54% (HL) in C. pachystachya, 22% (ML) and 36% (HL) in G. kunthiana and 32% (ML) and 20% (HL) in C. estrellensis. The high energy and carbon drain imposed by the high rate of NH4+ assimilation into amino acids, indicated by the increase in amino acid contents in roots and leaves of NH4+-fed plants, probably led to reduced growth under ML and HL in the three species. The hampered growth of seedlings with NH4+ under ML and HL was also associated with decreases in leaf area and chlorophyll content and with stomatal limitation of photosynthesis in C. pachystachya, and with lower leaf area, limitation in photosynthetic parameters and oxidative stress in G. kunthiana. Cariniana estrellensis was the species that showed higher tolerance to NH4+, as it was the only one that did not show a reduction in leaf area or photosynthesis limitations, which provided an increased growth under ML and HL when growing with NH4+, compared to LL. In summary, the increase in light intensity favored the cultivation with NO3-, in relation to NH4+, in seedlings of neotropical tree species. The elucidation of the N use and the preference for NO3- and NH4+ by plants, as well as understanding the NH4+ toxicity causes in tree species under different light intensities are crucial for forest restoration and assist in the choice of species for reforestation, since these factors (N source and light) significantly influence the survival of seedlings in the field.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17851
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCB - Departamento de Biologia Geral
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas
dc.subjectAamônio
dc.subjectNitrato
dc.subjectMetabolismo do nitrogênio
dc.subjectLuz
dc.subjectToxicidade do amônio
dc.subjectEcofisiologia vegetal
dc.subjectNutrientes inorgânicos
dc.subjectNitrogênio - Metabolismo
dc.subjectPlantas - Efeito do nitrogênio
dc.subjectFlorestas tropicais - Conservação
dc.subject.capesCiências Biológicas - Biologia Geral
dc.subject.cnpqCiências Biológicas - Biologia Geral
dc.subject.keywordsAmmonium
dc.subject.keywordsAmmonium toxicity
dc.subject.keywordsNitrate
dc.subject.keywordsNitrogen isotope
dc.subject.keywordsPhotosynthesis
dc.subject.keywordsPlant ecophysiology
dc.subject.keywordsPlants, Effect of nitrogen on
dc.subject.keywordsRain forest conservation
dc.subject.keywordsNitrogen - Metabolism
dc.titlePlasticidade no uso do nitrogênio por espécies arbóreas neotropicais de grupos funcionais distintos cultivadas sob diferentes intensidades luminosas
dc.title.alternativeNitrogen use plasticity in neotropical tree species of distinct functional groups grown under different light intensities
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Biológicas

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 2 de 2
Imagem de Miniatura
Nome:
CB_BIO_Dr_2022_Debiasi_Tatiane_V.pdf
Tamanho:
2.18 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Texto completo. id 14938
Baixar
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
CB_BIO_Dr_2022_Debiasi_Tatiane_V TERMO.pdf
Tamanho:
546.73 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Termo de autorização
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
555 B
Formato:
Item-specific license agreed to upon submission
Descrição:
Baixar

Coleções

01 - Doutorado - Ciências Biológicas