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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZNIA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

Programa de Ps-graduao em Botnica

EVA MARIA ALVES CAVALCANTI ATROCH

Manaus Amazonas

Junho, 2008

EFEITOS DA DISPONIBILIDADE HDRICA E DIFERENTES CONDIES DE

IRRADINCIA SOBRE O CRESCIMENTO, AS CARACTERSTICAS

FOTOSSINTTICAS E SNTESE DE LEOS VOLTEIS EM PLANTAS JOVENS

DE ESPCIES DA FAMLIA LAURACEAE.

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ii

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZNIA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

Programa de Ps-graduao em Botnica

EVA MARIA ALVES CAVALCANTI ATROCH

Orientador: Dr. JOS FRANCISCO DE CARVALHO GONALVES

Tese apresentada ao Programa Integrado de

Ps-Graduao em Biologia Tropical e

Recursos Naturais do convnio INPA/UFAM

como parte dos requisitos para obteno do

ttulo de Doutor em Cincias Biolgicas na

rea de concentrao em Botnica.

Manaus Amazonas

Junho, 2008

EFEITOS DA DISPONIBILIDADE HDRICA E DIFERENTES CONDIES DE

IRRADINCIA SOBRE O CRESCIMENTO, AS CARACTERSTICAS

FOTOSSINTTICAS E SNTESE DE LEOS VOLTEIS EM PLANTAS JOVENS

DE ESPCIES DA FAMLIA LAURACEAE.

iii

Atroch, Eva Maria Alves Cavalcanti Efeitos da disponibilidade hdrica e diferentes condies de irradincia sobre o

crescimento, as caractersticas fotossintticas e sntese de leos volteis em

plantas jovens de espcies da famlia Lauraceae/ Eva Maria Alves Cavalcanti

Atroch Manaus: UFAM/INPA,

2008.

xii p. Tese de Doutorado rea de concentrao Botnica. 1. Estresse hdrico 2. Trocas gasosas 3. Produo vegetal 4. Aniba

CDD XX ed. XXX.XXX

Sinopse:

As caractersticas fisiolgicas e o contedo dos leos volteis em folha,

caule e raiz foram investigados em plantas jovens de pau-rosa (Aniba

rosaeodora Ducke) e casca-preciosa (Aniba canelilla (Kunth) Mez)

submetidas a diferentes condies de disponibilidade hdrica e de

irradincia, visando verificar as relaes de causa e de efeito entre estes

fatores abiticos e o crescimento, a snteses de componentes do

metabolismo primrio e secundrio nestas espcies da familia Lauraceae.

Palavras-chave: biomassa, carboidratos, pigmentos cloroplastdicos, potencial hdrico, trocas gasosas.

iv

Aos meus pais, Maria Alves Cavalcanti e Otvio Correia Cavalcanti (in memorian)

Aos meus filhos, Tiago e Daniel

Aos meus irmos, Clia e Neto

Ao Andr Atroch

OFEREO

A Deus

DEDICO

v

AGRADECIMENTOS

A Deus, por estar todos os dias ao meu lado;

Ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amaznia INPA, por meio do Programa de Ps-

Graduao em Botnica, pela oportunidade de realizar o curso;

A Universidade Federal do Amazonas UFAM pela liberao para realizao do curso;

Ao Dr. Jos Francisco de Carvalho Gonalves, pela orientao e pela contribuio para a

minha carreira profissional;

Ao Dr. Jamal Chaar, pela orientao e bom humor de sempre;

Ao Dr. Adrian Pohlit, pelas orientaes e apoio logstico na extrao dos leos;

Ao Dr. Eduardo Ossamo Nagao, pela amizade, incentivo e compreenso;

Ao Dr. Jos das Neves Falco, pelo apoio e compreenso;

Ao Dr. Jos Ferreira, pelo apoio logstico e amizade;

Ao Dr. Daniel Gentil, pelo apoio logstico e pela cordialidade;

A todos os colaboradores do Laboratrio de Princpios Ativos da Amaznia (CPPN-INPA),

pelo acolhimento;

A maravilhosa amiga Geisianne Pimenta Cavalcante por toda dedicao, carinho e incansvel

presena na realizao de todo o trabalho;

Ao Andr Luiz Atroch, pelo apoio incondicional, por todo carinho e amizade, e pela

contribuio terica nas anlises estatsticas;

A minha grande amiga Zilvanda, por todo apoio, incentivo e carinho desde sempre;

A querida amiga Snia Arajo, por todo o apoio durante a realizao deste trabalho;

A Renatinha, menina doce, pela presena serena e carinhosa que sempre me confortou;

A querida Ressiliane, pela disponibilidade e carinho com que sempre contribuiu

nas avaliaes anatmicas;

Aos queridos amigos e colegas da Botnica, Madalena, Rogrio e Robson, pela amizade

carinhosa que me dedicam;

As queridas amigas Neide e Gisele, secretrias da Botnica, por suas oraes que tanto

vi

conforto me deram;

Aos queridos amigos da UFAM, Rozana, Themis, Tereza Cristina, Astrid, Fred, Aldi e

Doriane, pela torcida e carinho;

A todos os amigos do UNINORTE pela torcida;

Ao querido Valdemir, colega do Laboratrio de Cultura de Tecidos de Plantas da UFAM,

pelo apoio durante as minhas ausncias do laboratrio;

Aos colegas Ulysses e Carlos, pela contribuio no desenvolvimento dos experimentos;

A toda a equipe do Laboratrio de Fisiologia e Bioqumica Vegetal do INPA pelos momentos

de alegria, durante os dias que convivemos;

A toda a equipe do Laboratrio de Cultura de Tecidos de Plantas da UFAM pelos momentos

de alegria, pela amizade, apoio, colaborao e compreenso;

Aos colaboradores de campo Nascimento, Claudomiro e Nei (UFAM), pelo esforo no

preparo e cuidado com as mudas;

Aos colaboradores Wilson (Laboratrio de microscopia eletrnica) e Jorge (Laboratrio de

anatomia da madeira), pela dedicao e amizade;

Aos parabotnicos Edmilson e Cunha, pela colaborao na coleta de plantas.

Meus sinceros agradecimentos.

vii

RESUMO

A diversidade vegetal amaznica uma fonte potencial de recursos biolgicos, com inmeras

possibilidades de aplicao. Neste contexto, destacam-se espcies da famlia Lauraceae que

possuem elevado valor econmico, dentre as quais, espcies aromticas como Aniba

rosaeodora Ducke (pau-rosa) e Aniba canelilla (Kunth) Mez. (casca-preciosa). O valor

econmico de A. rosaeodora resultou na explorao no planejada da espcie, levando-a ao

risco de extino. A despeito da importncia econmica de plantas aromticas, ainda existe

pouco conhecimento quanto fisiologia e as caractersticas bioqumicas dessas espcies.

Assim, o objetivo desse trabalho foi investigar as variaes nas caractersticas fisiolgicas e

nas concentraes de leos volteis em folha, caule e raiz de plantas jovens de Aniba

rosaeodora e Aniba canelilla quando submetidas, separadamente, a diferentes condies de

disponibilidade hdrica e de irradincia. Para tanto, foram realizados dois experimentos:

Experimento I - Efeito de diferentes condies de disponibilidade hdrica sobre o

crescimento, biossntese de leos volteis e o acmulo de biomassa, em diferentes segmentos

de plantas jovens de Aniba canelilla (Kunth) Mez e de Aniba rosaeodora Ducke; e o

Experimento II - Efeito de nveis contrastantes de luz sobre as trocas gasosas, eficincia

fotoqumica do fotossistema II e biossntese de leos volteis em diferentes segmentos de

plantas jovens de Aniba canelilla (Kunth) Mez e Aniba rosaeodora Ducke. No experimento

I, as plantas foram cultivadas em casa de vegetao e submetidas a quatro regimes de rega

(n=10): T0 = controle, com irrigao homognea diria; e T8, T16 e T24 = suspenso de rega

por 8, 16 e 24 dias, respectivamente. As plantas foram acompanhadas periodicamente por 35

dias de forma que, ao registrar-se fotossntese igual a zero, por volta de 24 dias de suspenso

de rega, as plantas foram reidratadas e avaliadas apenas as caractersticas referentes s trocas

gasosas. Ao longo do experimento, apenas no tratamento controle e no de maior estresse

hdrico (T24), foram determinadas as trocas gasosas sob diferentes densidades de fluxos de

ftons (PPFD), com o auxlio de um analisador de gs por infravermelho porttil (IRGA) de

sistema aberto. Fotossntese mxima (Amx), respirao no escuro (Rd), irradincia de

compensao (Ic), irradincia de saturao (Is) e rendimento quntico aparente (a) foram

obtidos a partir de curvas de luz (PPFD: 0 a 2000 mol m-2 s-1) para cada espcie, ajustadas

segundo o modelo exponencial. Para o monitoramento do efeito do estresse, a fotossntese

lquida (A), respirao no escuro (Rd), condutncia estomtica (gs), transpirao (E) e dficit

de presso de vapor foliar (VPDL) foram determinados a cada semana, de modo pontual,

viii

ajustando-se a luminosidade do equipamento para 0 e 1000 mol m-2 s-1. Do mesmo modo,

em T0 e T24, tambm foram analisadas as caractersticas de crescimento (altura, dimetro,

nmero de folhas, biomassa foliar, caulinar e radicular, e biomassa total da planta, rea foliar

especfica e razo de massa foliar), e os teores de pigmentos cloroplastdicos (cla, clb, clt,

cx+c), carboidratos (C), leos volteis ao final do experimento. O potencial hdrico das plantas

(w) foi avaliado na antemanh e ao meio-dia, enquanto as amostras para a determinao do

contedo relativo de gua (CRA) foram coletadas entre 11:00 e 13:00 h ao longo do

experimento em todos os tratamentos at os 24 dias, porque a partir deste nvel de estresse as

condies das folhas limitaram algumas avaliaes. No experimento II, as plantas foram

submetidas a duas condies contrastantes de luz: TS = sombreamento de 70% (intervalo de

500 a 700 mol m-2 s-1) em viveiro, e TL = pleno sol, com as plantas recebendo de 1300 a

1800 mol ftons m-2 s-1, sendo acompanhadas durante um perodo de trs semanas com o

propsito de investigar as respostas fotossintticas transferncia imediata de ambiente com

baixa intensidade de irradincia para ambiente aberto de irradincia elevada. Para tal,

variveis relativas s caractersticas fotossintticas (A, Rd), s trocas gasosas (gs, Ci, E, ) e

suas relaes (EUA, EIUA), bem como eficincia fotoqumica do fotossistema II (Fv/Fm)

foram verificadas na antemanh e ao meio-dia, em trs pocas no decorrer do experimento

(incio, meio e fim). A produo de leos volteis em toda a planta foi obtida ao final do

experimento. Para o monitoramento do efeito do estresse, A, Rd, gs, E foram determinados

diariamente a cada semana, de modo pontual, ajustando-se a luminosidade do equipamento

para 0 e 1000 mol m-2 s-1. Em geral, os efeitos do estresse sobre o potencial hdrico e o

contedo relativo de gua foram observados a partir de 16 dias de suspenso da rega (p0,05)

e promoveram decrscimo nos teores de clorofila a, bem como o aumento nos teores de

carboidratos (p0,05). A maior eficincia no uso da gua em Aniba canelilla, torna esta

espcie, relativamente, mais apta a tolerar ambientes com baixa disponibilidade hdrica. As

espcies apresentaram maior teor de acar na raiz, sendo os teores de leo maiores nas

folhas. A baixa disponibilidade hdrica no alterou a produo e o particionamento de leo

nas duas espcies, mas ocorreu uma reduo drstica de biomassa foliar, e uma maior

alocao para o crescimento das razes. Os danos irreversveis nas folhas no impediram a

recuperao das plantas e a retomada do crescimento ao fim de duas semanas de reidratao,

quando comearam a surgir lanamentos foliares. As espcies exibiram semelhanas quanto

plasticidade do sistema fotossinttico mudana de ambiente lumnico, indicando boa

capacidade de aclimatao, contudo A. rosaeodora se mostrou mais adaptada a ambientes de

ix

elevada irradincia uma vez que manteve maior estabilidade das trocas gasosas e na produo

de leos volteis. Enquanto que A. canelilla apresentou uma reduo na produo de leos

sob elevada irradincia, embora o padro de particionamento se mantenha inalterado.

x

ABSTRACT

The Amazon diversity of plants is a potential source of biological resources, with numerous

possibilities for application. In this context, the family Lauraceae species that have high

economic value, among them, aromatic species as Aniba rosaeodora Ducke (rosewood) and

Aniba canelilla (Kunth) Mez. (casca-preciosa). The economic value of A. rosaeodora not

resulted in the planned holding of the species, leading it to the risk of extinction. Despite the

economic importance of tree, there is still little knowledge about the physiology and

biochemical characteristics of these species. The objective of this work was to investigate

changes in physiological characteristics and in concentrations of volatile oils in the leaves,

stem and root of young plants, Aniba rosaeodora and Aniba canelilla when submitted

separately in the different conditions of water availability and irradiance. For both, were

conducted two experiments: Experiment I - "Effect of different conditions of water

availability on growth, biosynthesis of volatile oils and accumulation of biomass in different

segments of young plants, Aniba canelilla (Kunth) Mez and Aniba rosaeodora Ducke ", and

Experiment II -" Effect of contrasting levels of light on gas exchange, photochemical

efficiency of photosystem II and biosynthesis of volatile oils in different segments of young

plants, Aniba canelilla (Kunth) Mez and Aniba rosaeodora Ducke. " In the experiment I, the

plants were grown in a greenhouse and subjected to four irrigation schemes (n = 10): T0 =

control, irrigation with homogeneous daily, and T8, T16 and T24 = suspension of irrigation for

8, 16 and 24 days, respectively. The plants were periodically monitored for 35 days so that by

registering on photosynthesis zero, around 24 days of suspension of irrigation, and rewatered

plants were evaluated for only the gas exchange. Throughout the experiment, only in the

control and in that water stress (T24), were determined gas exchange under different densities

of flow of photons (PPFD), with the aid of a gas analyzer for portable infrared (IRGA), open

system. Photosynthesis maximum (Amx), respiration in the dark (Rd), irradiance of

compensation (Ic), irradiance of saturation (Is) and apparent quantum yield (a) were obtained

from curves of light (PPFD: 0 to 2000 mol m- 2 s-1) for each species, adjusted according to

the exponential model. For the monitoring of the effect of stress, the net photosynthesis (A),

respiration in the dark (Rd), stomatal conductance (gs), transpiration (E) and deficit of vapour

pressure leaf (VPDL) were determined to each week, so punctual, adjusting to the brightness

of the equipment to 0 and 1000 mol m-2 s-1. Similarly, in T0 and T24, were also analysed the

characteristics of growth (height, diameter, number of leaves, leaf biomass, stem and root, and

xi

total biomass of the plant, leaf area and specific reason of mass leaf), and levels of pigments

cloroplastidics (chla, chlb, chlt, carotenoids), carbohydrates (C), volatile oils the end of the

experiment. The water potential of plants (w) was evaluated in predawn and at midday, while

the samples for determining the relative water content (RWC) were collected between 11:00

and 13:00 pm during the experiment in all treatments until the 24 days, because from this

level of stress conditions of the leaves some limited assessments. In the experiment II, the

plants were subjected to two contrasting light conditions: TS = shading of 70% (range of 500

to 700 mol m-2 s-1), and TL = full sun, with the plants of receiving 1300 to 1800 mol m-2 s-1,

and followed up for three weeks with the aim of investigating the response of photosynthesis

to transfer immediate environment with low intensity of irradiance open environment for high

irradiance. To this end, variables concerning the characteristics photosynthesis (A, Rd), the

gas exchange (gs, Ci, E,) and its relations (WUE, IWUE) and the photochemical efficiency of

photosystem II (Fv/Fm) were found in predawn and at noon, in three seasons during the trial

(beginning, middle and end). The production of volatile oils throughout the plant was

obtained at the end of the experiment. For the monitoring of the effect of stress, A, Rd, gs, and

were determined daily to each week, so punctual, adjusting to the brightness of the equipment

to 0 and 1000 mol m-2 s-1. In general, the effects of stress on the water potential and relative

water content were observed from 16 days of suspension of irrigation (p 0.05) and promoted

decrease in the levels of chlorophyll, as well in levels of carbohydrates (p 0.05). The greater

efficiency in the increase use of water in Aniba canelilla, makes this specie, relatively, better

able to tolerate environments with low water availability. The species had higher sugar

content in the root, and the levels of oil higher in the leaves. The low water availability did

not alter the production of oil and partitioning in the two species, but there was a drastic

reduction of leaf biomass, and greater allocation to the growth of roots. The irreversible

damage on the leaves, did not prevent the recovery of plants and the resumption of growth

after two weeks of rehydration, when they began to emerge releases leaf. The species showed

similarities between the plasticity of photosynthetic system to change the environment

luminic, indicating good capacity for acclimatization, however A. rosaeodora was more

suited to high-irradiance since remained more stable gas exchange and the production of

volatile oils. While A. canelilla showed a reduction in the production of oil under high

irradiance, although the pattern of partitioning remains unchanged.

xii

LISTA DE TABELAS

CAPTULO II

Tabela 1: Fotossntese lquida (A) em plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora

submetidas a dois tratamentos de luz acompanhadas durante trs semanas (TS Tratamento de

sombra, com PPFD = 500 a 700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800

mol m-2 s-1) 61

Tabela 2: Respirao no escuro (Rd), ao longo de trs semanas, em plantas jovens de Aniba

canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento de sombra,

com PPFD = 500 a 700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800 mol m-2

s-1). 62

Tabela 3: Condutncias estomtica (gs) em plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba

rosaeodora submetidas a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento de sombra, com PPFD = 500 a

700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800 mol m-2 s-1) durante trs

semanas 63

Tabela 4: Transpirao (E) em plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas

a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento de sombra, com PPFD = 500 a 700 mol m-2 s-1; TL:

Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800 mol m-2 s-1) durante trs semanas. 65

Tabela 5: Eficincia no uso da gua (EUA) em plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba



semanas 66

Tabela 5: Eficincia no uso da gua (EUA) em plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba



semanas 67

Tabela 7: Eficincia fotoqumica do fotossistema II (Fv/Fm) na antemanh e ao meio-dia em

plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois tratamentos de luz (TS:

Tratamento de sombra, com PPFD = 500 a 700 mol m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD =

1300 a 1800 mol m-2 s-1) durante trs semanas 69

Tabela 8: Rendimento de leo voltil em plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora

submetidas a dois tratamentos de luz (TS: Tratamento de sombra, com PPFD = 500 a 700 mol

m-2 s-1; TL: Tratamento de luz, com PPFD = 1300 a 1800 mol m-2 s-1) durante trs semanas 70

xiii

CAPITULO III

Tabela 1: Potencial hdrico (w) de plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora

submetidas a quatro tratamentos de rega (T0: Controle; T1: suspenso de rega por oito dias; T16:

suspenso de rega por dezesseis dias; T24: suspenso de rega por 24 dias) monitorados ao longo

de cinco semanas, mdias dirias 97

Tabela 2: Respirao no escuro (Rd), fotossntese mxima (Amx) e rendimento quntico aparente

(a) de plantas do tratamento-controle de casca-preciosa (Aniba canelilla) e pau-rosa (Aniba

rosaeodora), obtidos por meio da aplicao dos dados de fotossntese lquida equao

exponencial. n = 4 98

Tabela 3: Fotossntese mxima (Amx), respirao no escuro (Rd), rendimento quntico aparente

(a), irradincia de compensao (Ic), irradincia de saturao (Is), condutncia estomtica (gs),

transpirao (E), eficincia no uso da gua (EUA) e eficincia intrnseca no uso da gua (EIUA)

durante a mensurao das curvas de resposta intensidade luminosa em plantas do tratamento-

controle de casca-preciosa (Aniba canelilla) e pau-rosa (Aniba rosaeodora). n = 4 99

Tabela 4: Respirao no escuro (Rd) obtidas em PPFD de 0 mol m-2 s-1, em plantas de Aniba

canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos (I = Tratamento irrigado; NI:

Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas durante sete semanas 100

Tabela 5: Fotossntese lquida (A) obtidas em PPFD de 1000 mol m-2 s-1, em plantas de Aniba



Tabela 6: Condutncia estomtica (gs) obtidas em PPFD de 1000 mol m-2 s-1, em plantas de

Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos (I = Tratamento irrigado; NI:


Tabela 7: Transpirao (E) obtidas em PPFD de 1000 mol m-2 s-1, em plantas de Aniba



Tabela 8: Carbono interno (Ci) obtidas em PPFD de 1000 mol m-2 s-1, em plantas de Aniba



Tabela 9: Eficincia no uso da gua (EUA) obtidas em PPDF de 1000 mol m-2 s-1, em plantas

de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos (I = Tratamento irrigado;

NI: Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas durante sete semanas. 109

Tabela 10: Eficincia intrnseca no uso da gua (EIUA) obtidas em PPDF de 1000 mol m-2 s-1,

em plantas de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a trs tratamentos (I = Tratamento

irrigado; NI: Tratamento no-irrigado; R = Reidratado), acompanhadas durante sete semanas. 111

xiv

Tabela 11: Crescimento da altura do caule e do dimetro, em cm, e em ganho foliar em plantas

jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois tratamentos (irrigado e no-

irrigado), na poca inicial. 112

Tabela 12: Crescimento da altura do caule e do dimetro, em cm, e em ganho foliar em plantas

jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois tratamentos (irrigado e no-

irrigado), na poca final. 113

Tabela 13: Crescimento, em gramas, da biomassa da folha, caule e raiz em plantas jovens de

Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a dois tratamentos (irrigado e no-irrigado). 114

Tabela 14: Razo raiz/parte area (RPA), razo de peso foliar (RPF), matria seca total da planta

(MSP) e rea foliar especfica (AFE) em plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora

submetidas a dois tratamentos (irrigado e no-irrigado). 115

xv

SUMRIO

INTRODUO 19

HIPTESES 21

OBJETIVOS 22

Geral 22

Especficos 22

MATERIAL E MTODOS 23

Condies experimentais 23

Determinao do potencial hdrico 23

Contedo relativo de gua 23

Determinao dos teores de pigmentos cloroplastidicos 24

Determinao dos teores de carboidratos 25

Determinao do rendimento dos leos volteis 25

Determinao das taxas de assimilao lquida e de trocas gasosas 26

Anlise de crescimento 27

Delineamentos experimentais e anlises estatsticas 27

1. CAPTULO I: Dficit hdrico e caractersticas bioqumicas de plantas

jovens de Aniba rosaeodora Ducke e Aniba canelilla (Kunth) Mez

(Lauraceae) 28

Resumo 28

1.1. INTRODUO 29

1.2. MATERIAL E MTODOS 32

1.2.1. Condies experimentais 32

1.2.2. Determinao do potencial hdrico 33

1.2.3. Contedo relativo de gua 33

1.2.4. Determinao dos teores de carboidratos 33

1.2.5. Determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos 34

1.2.6. Determinao do rendimento de leos volteis 35

1.3. RESULTADOS 36

1.4. DISCUSSO 41

1.5. CONCLUSO 44

1.6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 45

xvi

ANEXOS 1 50

2. CAPTULO II: Resposta fotossinttica transferncia imediata de

ambiente lumnico em plantas jovens de Aniba rosaeodora Ducke e Aniba

canelilla (Kunth) Mez (Lauraceae) 56

Resumo 56

2.1. INTRODUO 57


2.2.1. Condies experimentais 59

2.2.2. Determinao das taxas de assimilao lquida e de trocas gasosas 59

2.2.3. Eficincia fotoqumica do fotossistema II 60

2.2.4. Determinao do rendimento de leos volteis 60

2.3. RESULTADOS 62

2.4. DISCUSSO 73

2.5. CONCLUSO 77


ANEXOS 2 82

3. CAPTULO III: Crescimento, trocas gasosas e potencial de gua na folha

em Aniba rosaeodora Ducke e Aniba canelilla (Kunth) Mez submetidas

diferentes condies de disponibilidade hdrica. 91

Resumo 91

3.1. INTRODUO 92


3.2.1. Local de estudo e condies de instalao do experimento 95

3.2.2. Determinao do potencial hdrico foliar 96

3.2.3. Determinao das taxas de assimilao lquida e de trocas gasosas 96

3.2.4. Anlise de crescimento 97

3.3. RESULTADOS 98

3.4. DISCUSSO 119

3.5. CONCLUSO 124


ANEXOS 3 131

CONCLUSO GERAL 138

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS GERAIS 139

INTRODUO

As bases tericas do conhecimento sobre espcies aromticas da famlia Lauraceae

vm avanando, sobretudo, por meio de pesquisas com Aniba rosaeodora (pau-rosa), por duas

principais razes, que so concernentes ao interesse econmico pelo leo voltil e

necessidade de mitigar os prejuzos causados pela explorao predatria desta espcie. Nesse

sentido, tcnicas silviculturais tm sido desenvolvidas que, entre outros aspectos, otimizam o

manejo de plantas adultas e as condies de cultivo de plantas jovens, visando proteger os

poucos indivduos remanescentes das populaes naturais (Vieira et al., 2000; Rosa et al.,

2001; Sampaio et al., 2003; Gonalves et al., 2003; Barbosa et al., 2005; Gonalves et al.,

2005).

A importncia destas espcies gera elevada demanda por informaes em vrias reas

do conhecimento, especialmente na silvicultura, fisiologia e fitoqumica, que podem

contribuir com a preservao e uma explorao racional de seus produtos. Sabe-se que

algumas iniciativas em diferentes reas tm sido implementadas, como por exemplo, estudos

sobre propagao e crescimento (Barbosa et al., 2000; Sampaio et al., 2003; Barbosa et al.,

2005); regenerao natural e silvicultura (Vieira et al., 2000; Rosa et al., 2001; Sampaio et al.,

2003); fenologia, no que tange aos aspectos reprodutivos da espcie (Spironello et al., 2001;

Spironello et al., 2004); ecofisiologia, com estudos relacionados produo de biomassa

(Sampaio et al, 2005) e respostas a estresses abiticos (Gonalves et al., 2003; Gonalves et

al., 2005); fitoqumica, com trabalhos relativos s caractersticas qumicas do leo de Aniba

rosaeodora (Cunha, 2002; Chaar et al., 2003; Barata et al., 2006; Lima 2006) e Aniba

canelilla (Taveira et al., 2002; Maia et al., 2003, Lima et al., 2004); economia, no que se

refere ao uso sustentvel de Aniba rosaeodora (May e Barata, 2004), entre outros estudos. No

entanto, ainda existem muitas lacunas sobre produo, uso e sustentabilidade da cadeia

produtiva das espcies de Lauraceae.

Este cenrio abre perspectivas para o aprofundamento do conhecimento na rea da

ecofisiologia de espcies como A. rosaeodora e A. canelilla, pela posio que ocupam ou que

podem ocupar, em conseqncia da utilizao de seus produtos no mercado de leos

essenciais, com aplicaes cada vez mais abrangentes que incluem as indstrias de

cosmticos, perfumaria (May e Barata, 2004) e farmacutica (Lahlou et al., 2005).

Desta forma, o presente teve por objetivos analisar alguns aspectos relacionados ao

comportamento ecofisiolgico de plantas jovens de A. rosaeodora e A. canelilla, quando

18

submetidas a diferentes condies de disponibilidade hdrica e de irradincia. Assim, foram

determinadas as trocas gasosas, a fluorescncia da clorofila a, o crescimento e a sntese de

leos volteis objetivando de identificar mecanismos de ajustamento fisiolgico para

tolerncia seca e fotoproteo, bem como os impactos do estresse sobre a sntese de leos

nos diversos rgos das plantas. Para tanto, foram realizados dois experimentos: Experimento

I: Efeito de diferentes condies de disponibilidade hdrica sobre o crescimento, biossntese

de leos volteis e o acmulo de biomassa, em diferentes segmentos de plantas jovens de

Aniba canelilla (Kunth) Mez e Aniba rosaeodora Ducke; e Experimento II: Efeito de nveis

contrastantes de luz sobre as trocas gasosas, eficincia fotoqumica do fotossistema II e

biossntese de leos volteis em diferentes segmentos de plantas jovens de Aniba canelilla

(Kunth) Mez e Aniba rosaeodora Ducke.

A expectativa que o conjunto de informaes presentes nos trs captulos desta tese

possa contribuir para o esclarecimento da fisiologia de plantas jovens das duas espcies de

Lauraceae estudadas, assim como obter conhecimentos com potencial de aplicabilidade no

sistema de produo dessas espcies, como por exemplo, as anlises de crescimento e os

teores de leos volteis das plantas quando submetidas a diferentes condies de

disponibilidade hdrica e de irradincia.

19

HIPTESES

As hipteses consistem nos pressupostos efeitos dos fatores abiticos sobre as

alteraes funcionais nas plantas. Isto , como ocorre e em qual intensidade os efeitos de

diferentes regimes de disponibilidade hdrica e de irradincia modificam o acmulo de

biomassa, as trocas gasosas e a sntese de metablitos primrios e/ou secundrios em plantas

de Aniba rosaeodora Ducke e Aniba canelilla Mez, espcies de Lauraceae, durante a fase

juvenil. Assim, estas hipteses prevem que, independentemente das espcies estudadas

pertencerem ao mesmo grupo taxonmico, haver respostas inter-especficas diferenciadas,

quanto ao regime hdrico aplicado e as diferentes condies de irradincia, que implicaro em

mudanas fisiolgicas com reflexos sobre o crescimento, as caractersticas fotossintticas e a

sntese dos leos volteis distintos entre as duas espcies.

20

OBJETIVOS

Geral

Investigar as alteraes fisiolgicas, o crescimento e as alteraes nos metabolismos

primrio e secundrio, particularmente, na sntese dos carboidratos e dos leos volteis

(terpenos), em plantas jovens das espcies de Lauraceae, Aniba rosaeodora Ducke e Aniba

canelilla (Kunth) Mez, quando submetidas a diferentes condies de disponibilidade hdrica e

irradincia.

Especficos

Estudar as relaes entre os fatores abiticos, sobre os aspectos de crescimento

(alometria) das plantas, expressos a partir das mudanas na produo de biomassa;

Analisar a eficincia fotossinttica de plantas jovens das espcies em questo

(fotossntese mxima, respirao no escuro, rendimento quntico aparente, irradincia

de compensao e de saturao);

Quantificar os teores de pigmentos cloroplastdicos (clorofilas a e b e carotenides) e

determinar a eficincia fotoqumica do fotossistema II;

Caracterizar os efeitos dos nveis de luz, das condies hdricas sobre os teores de

leos volteis, nas plantas das espcies estudadas;

Determinar o teor dos leos volteis em diferentes segmentos (raiz, caule e folhas), de

plantas jovens das espcies de Lauraceae.

21

MATERIAL E MTODOS

Condies experimentais

O estudo foi conduzido em regime de casa de vegetao, situada na rea experimental

da Faculdade de Cincias Agrrias, no Mini-Campus da Universidade Federal do Amazonas -

UFAM (309, 5997W). Segundo a classificao de Kppen, o clima do tipo Afi, com

temperatura mdia anual de 27C5 e precipitao anual em torno de 2200 mm, com perodo

seco de junho a novembro (precipitao mensal < 100mm) e chuvoso de dezembro a maio

(precipitao > 300mm). Internamente, a casa de vegetao apresentou microclima com

temperatura mdia de 32C (mxima de 39C1 e mnima de 26C1), luminosidade mdia de

1100250 mol m-2 s-1 e umidade relativa mdia de 355%. A temperatura, a densidade de

fluxo de ftons e a umidade relativa na casa de vegetao foram determinadas com o auxlio

de pormetro porttil (Steady State Porometer- modelo LI- 1600M), ao longo do dia, durante

todo o experimento. Plantas jovens de regenerao natural de pau-rosa (Aniba rosaeodora

Ducke) e de casca-preciosa (Aniba canelilla (Kunth) Mez), medindo cerca de 20 cm, foram

coletadas na Reserva Florestal Adolpho Ducke (Rodovia AM-010, Km 26 Manaus/AM) e

mantidas em viveiros com sombreamento de 50% da energia luminosa incidente. Durante este

perodo, todas as plantas foram irrigadas diariamente at a capacidade de campo.

Determinao do potencial hdrico

O estado hdrico das duas espcies estudadas foi obtido a partir do potencial de gua

na folha (w) na antemanh (pd) e ao meio-dia (md), utilizando-se bomba de presso tipo

Scholander (Scholander et al., 1965). Folhas de dez indivduos foram coletadas e

individualmente acondicionadas na bomba de presso, sendo submetidas a presses at

ocorrer a exsudao pelo pecolo da folha momento em que foi realizada a leitura das

presses exercidas no interior da cmara, leituras estas convertidas em potencial hdrico

(Turner, 1981).

Contedo relativo de gua

O contedo relativo de gua (CRA) nas plantas foi monitorado a cada semana no

22

perodo de maior demanda evaporativa (entre 11:00 e 13:00 h). As folhas coletadas foram

acondicionadas em sacos plsticos midos e, em seguida, transportadas sob refrigerao para

pesagem no laboratrio. O CRA foi obtido por meio da pesagem das massas fresca (MF),

trgida (MT) e seca (MS) de 20 discos foliares, sendo determinado pela equao: CRA = (MF

- MS) / (MT - MS) x 100%, onde MF, MS e MT correspondem, respectivamente, massa

fresca, massa seca e massa trgida dos discos foliares (Pimentel et al., 2002).

Determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos

A determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos foi realizada em folhas

completamente expandidas e sadias do ponto de vista fitossanitrio, situadas no tero mdio

das plantas. Em cada tratamento foram coletadas duas folhas por planta para compor uma

repetio, contendo cinco indivduos por tratamento. A extrao dos pigmentos foi realizada

de acordo com a metodologia descrita por Lichtenthaler e Wellburn (1983). Para cada

indivduo, 0,1g de material vegetal fresco oriundo dos discos foliares foi homogeneizado em

10mL de acetona (100% v/v) e, posteriormente, em 10 mL de uma soluo de acetona (80%

v/v) contendo MgCO3 (0,5% p/v). Em seguida, o extrato obtido foi filtrado em papel filtro

qualitativo n 01.

A partir desse extrato filtrado, as leituras espectrofotomtricas foram realizadas nos

seguintes comprimentos de onda (): 663 nm, 645 nm, e 480 nm, para clorofila a (Cla),

clorofila b (Clb) e carotenides, respectivamente. O clculo das concentraes dos pigmentos

cloroplastdicos com base na massa foliar (mol g-1) foi realizado de acordo com as equaes

descritas por Hendry e Price (1993), onde:

Clorofila a (mol g-1) = (12,7 x A663 2,69 x A645) x 1,119 x V / 1000 x unidade de massa

(g) (1)

Clorofila b (mol g-1) = (22,9 x A645 4,68 x A663)x 1,102 x V / 1000 x unidade de massa

(g) (2)

Carotenides (mol g-1) = (A480 + 0,114 x A663 0,638 x A645) x V /1000 x 112,5 x

unidade de massa (g) (3)

Nestas equaes, A corresponde absorbncia no comprimento de onda indicado e V

o volume final do extrato clorofila-acetona (mL).

A concentrao de clorofila total (Cla + Clb) e a razo clorofila a / clorofila b (Cla/b)

23

tambm foram determinadas.

Determinao dos teores de carboidratos

Os teores de carboidratos foram determinados em folhas coletadas pela manh

segundo a metodologia de Passos (1996). O teor de acares solveis totais foi obtido a partir

de 0,1 g do material vegetal fresco, macerado em soluo de Metanol-Clorofrmio-gua

(120-50-30; v/v). Posteriormente, as amostras foram centrifugadas a 10000 rpm durante 10

minutos. O sobrenadante foi purificado em soluo bifsica de clorofrmio-gua (15:15),

sendo recuperada a parte da soluo purificada (sem lipdeos e clorofilas), isto , o extrato

aquoso, para a determinao da concentrao de acares totais. Adicionalmente, para a

extrao do amido, o sedimento foi ressuspendido em 10 mL de cido perclrico 35% (v/v) e

centrifugado a 10.000 rpm durante 15 min, a 25C, recolhendo-se o sobrenadante.

Os teores de acares solveis e de amido foram quantificados pelo mtodo da antrona

e os resultados determinados por espectrofotometria a 625 nm, utilizando a glicose (Sigma)

como padro, segundo Morris (1948).

Determinao do rendimento de leos volteis

As plantas foram coletadas e seccionadas em raiz, caule e folhas e acondicionadas em

sacos de papel, para posterior secagem em estufa a 40C at massa constante. Os leos

essenciais foram extrados por hidrodestilao de acordo com a metodologia descrita por

Clevenger (1928). Para proceder a extrao em sistema Clevenger, o material vegetal foi

triturado em moinho Watman, obtendo-se partculas com tamanhos de 0,075 a 2,00mm.

Para cada extrao foram pesadas trs amostras de cada rgo, obtidas de uma amostra nica.

Tais amostras foram acondicionadas em bales de fundo redondo de 1000 mL com 500 mL de

gua destilada e seis pedras de ebulio. A extrao foi realizada durante 3,5 horas,

mantendo-se a temperatura em 100C. Os leos obtidos foram armazenados em frascos de

vidro sob refrigerao, para evitar perdas de constituintes volteis. O rendimento de leos

volteis (ROV) foi calculado a partir da porcentagem do volume de leo capturado pela massa

da amostra (Chaar, 2000).

24

Determinao das taxas de assimilao lquida e de trocas gasosas

A determinao das taxas de fotossntese lquida (A), respirao no escuro (Rd),

transpirao (E) e condutncia estomtica (gs) foi realizada em quatro indivduos por

tratamento utilizando-se analisador de gs infravermelho (IRGA) porttil, de sistema aberto,

modelo LI-COR 6400, conforme metodologia descrita por Marenco et al. (2001). Os dados

foram coletados entre 9:00 e 11:00 h, em folhas completamente expandidas, situadas no tero

mdio das plantas e com aspectos fitossanitrios adequados. Para cada tratamento, foi

selecionada uma folha por planta para compor a repetio sendo realizadas 10 leituras por

folha. Os dados da curva de resposta fotossinttica intensidade luminosa foram obtidos para

uma densidade de fluxo de ftons (PPFD) entre 0 e 2000 mol m-2 s-1 e o aparelho ajustado

para funcionar com concentrao de CO2, temperatura e vapor de H2O em torno de 38010

mol mol-1, 311C e 211 mmol mol-1, respectivamente. A irradincia utilizada foi

proveniente da fonte de luz diodo (LED) vermelho-azul modelo 6400-02, LI-COR. Aps o

ajuste do equipamento, cada folha passou por um perodo de adaptao de 10 a 15 min. Em

seguida os dados foram coletados medida que as folhas eram submetidas s novas condies

luminosas, iniciando-se a coleta a 0 mol m-2 s-1, com a determinao da respirao no escuro

(Rd), e aumentando-se gradativamente at 2000 mol m-2 s-1.

Os dados, obtidos no modo manual, foram posteriormente ajustados utilizando-se o

modelo da equao exponencial (Igbal et al., 1997), com o auxlio do programa Statistica 6.0

verso Windows (StatSoft, Inc., Tulsa, USA).:

A = (Amx + Rd) [1-exp(-aI/(Amx + Rd))] - Rd

Nesta equao, A representa a fotossntese lquida, Amx representa a fotossntese

mxima sob condies de luz saturante (I ), I representa a intensidade luminosa. Assim,

alm da taxa de fotossntese mxima (Amx), a irradincia de compensao (Ic) e a de

saturao (Is) foram estimadas a partir da curva da equao exponencial.

De forma pontual, os dados de fotossntese lquida e trocas gasosas foram obtidos para

uma densidade de fluxo de ftons (PPFD) de 0 mol m-2 s-1 (respirao no escuro) e de 1000

mol m-2 s-1 (fotossntese lquida) e o aparelho ajustado para funcionar com concentrao de

CO2, temperatura e vapor de H2O em torno de 38010 mol mol-1, 311C e 211 mmol mol-

1, respectivamente. A eficincia no uso da gua (EUA = A/E) e a eficincia intrnseca no uso

25

da gua (EIUA = A/gs) foram calculadas a partir dos valores de fotossntese lquida (A),

transpirao (E) e condutncia estomtica (gs) determinados com o auxlio do IRGA.

Anlise de crescimento

As taxas de crescimento absoluto em comprimento do caule (H), em dimetro (D) e

em rea foliar (AF) e o ganho foliar (GF) foram calculados conforme Benincasa (1986):

(NFN/NOF)*[100/(T)], onde NFN o nmero de folhas novas, e NFO o nmero de folhas

originais. O crescimento absoluto em massa foliar (MF), em massa caulinar (MC), em massa

radicular (MR) e em massa da planta (MP) foram determinados segundo Bugbee (1996): CA-

m = (MSf MSi)/T, onde MS a massa inicial (i) e final (f) das partes da planta. A rea foliar

total (AFT) foi mensurada com o auxlio do medidor de rea foliar (LiCOR 3000a), sendo

obtidas a partir de 10 folhas/tratamento. A razo de peso foliar (RPF) e a rea foliar especfica

foram obtidas pelas seguintes equaes: RPF = MF/MP (onde MF a massa foliar seca e MP

a massa total da planta); AFE = AF/MF (onde AF a rea foliar, sendo realizada a partir de

discos foliares de rea conhecida), respectivamente. Todas as variveis de crescimentos foram

obtidas em dez plantas por tratamento.

Delineamento experimental e anlises estatsticas

O delineamento experimental utilizado, para os dois experimentos, foi o inteiramente

casualizado em esquema fatorial, com dez repeties. No Experimento I, o fatorial 2 x 4

correspondeu a duas espcies (A. rosaeodora e A. canelilla) e quatro condies de

disponibilidade hdrica (T0, T8, T16 e T24). No experimento II, o fatorial 2 x 2 correspondeu a

duas espcies (A. rosaeodora e A. canelilla) e dois nveis de irradincia (70% e pleno sol).

Cada repetio se constituiu em um indivduo distribudo ao acaso na casa-de-vegetao

(experimento I), e em viveiro e ambiente aberto (experimento II).

Os resultados obtidos foram submetidos anlise de varincia (ANOVA) e as mdias

comparadas pelo teste de Tukey (p0,05). As anlises foram realizadas utilizando-se os

pacotes estatsticos Statistica 6.0 e SAS.

26

1. CAPTULO I

DFICIT HDRICO E CARACTERSTICAS BIOQUMICAS DE PLANTAS

JOVENS DE Aniba rosaeodora Ducke E Aniba canelilla (Kunth) Mez (LAURACEAE)

Resumo

A limitao hdrica alm de se caracterizar como fator seletivo para abundncia e distribuio

das plantas nos diversos ecossistemas tambm , sem dvida, o maior limitante ao bom

desempenho das plantas. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos da

disponibilidade hdrica na fisiologia de plantas jovens de A. canelilla (casca-preciosa) e A.

rosaeodora (pau-rosa), na tentativa de esclarecer os mecanismos relacionados s alteraes no

metabolismo primrio e secundrio em plantas jovens de A. canelilla e A. rosaeodora quando

submetidas supresso da irrigao. Para tanto, as espcies foram acompanhadas

periodicamente por cinco semanas, sendo a ltima destinada reidratao, e analisadas

quanto ao seu estado hdrico foliar. As plantas foram cultivadas em casa de vegetao e

submetidas a quatro regimes de rega (n=10): T0 = controle, com irrigao homognea diria; e

T8, T16 e T24 = suspenso de rega por 8, 16 e 24 dias, respectivamente. Ao longo deste perodo

foram avaliados a eficincia quntica do fotossistema II (Fv/Fm) e o potencial hdrico foliar

(w), periodicamente, na antemanh e ao meio-dia. No incio e no fim do experimento

avaliaram-se, somente no tratamento-controle (T0) e no de maior estresse hdrico (T24), os

teores de pigmentos cloroplastdicos, carboidratos, leos. Em geral, houve reduo em w e

CRA a partir de 16 dias de suspenso da rega (p0,05). Tal condio promoveu reduo em

Cla, e aumento em C (p0,05). As espcies apresentaram maior teor de acar na raiz. Estes

resultados indicaram que em condies de cultivo, as plantas podem suportar, sem

comprometimento dos processos fisiolgicos, eventual falta de gua por perodos de at 16

dias.

27

1.1. INTRODUO

A gua o principal componente protoplasmtico na clula vegetal madura, podendo

chegar a 70 90% da massa fresca. Assim variaes do contedo hdrico em resposta a

flutuaes dirias ou sazonais, em geral, desencadeiam ajustes e/ou adaptaes celulares.

Portanto, a gua considerada o principal fator abitico a influenciar o desenvolvimento das

plantas em ecossistemas naturais e agrcolas (Meneses et al., 2006).

O estado hdrico de plantas pode ser monitorado por vrios mtodos, entre os quais se

destaca a metodologia desenvolvida por Scholander et al. (1965), que indica as variaes da

energia livre da gua na planta impostas pelas condies da atmosfera e pela disponibilidade

de gua no solo. Desta forma, medidas tomadas antes do nascer do sol (antemanh) informam

sobre a turgescncia mxima em relao gua disponvel, enquanto que dados obtidos no

horrio de maior demanda evaporativa (meio-dia) representam a turgescncia mnima.

Outro mtodo muito usado para o acompanhamento do grau de hidratao da planta

o teor relativo de gua (Sinclair e Ludlow, 1985). Esta varivel representa o teor de gua dos

tecidos em relao ao teor correspondente turgescncia mxima (Duarte-Mas, 2003). O

potencial hdrico foliar e o teor relativo de gua so interdependentes na medida em que os

componentes do potencial hdrico sofrem influncia do volume de gua na clula (Bradford e

Hsiao, 1982).

As limitaes decorrentes do estresse hdrico resultam da desidratao celular, que

impe modificaes em nvel de ultra-estrutura e composio qumica (Kltz, 2005). Quase

sempre, estas mudanas implicam alteraes prejudiciais na estrutura e funo das

membranas, podendo conduzir a um colapso de organelas e reorganizao do tonoplasto

(Giles et al., 1976). Nesse sentido, efeitos nas membranas cloroplastdicas podem resultar na

inativao do fotossistema II, em alteraes na biossntese de clorofilas (Le Lay et al., 2001),

lipdios (Gigon et al., 2004) e das protenas (Navari-Izzo, 2000) e no metabolismo de

carboidratos (Kim et al., 2000). Muitas destas implicaes esto relacionadas integridade do

cloroplasto, visto que o local de sntese de boa parte dos compostos do metabolismo

primrio e secundrio.

As respostas de plantas dissecao dependem de vrios mecanismos moleculares que

esto relacionadas tolerncia ao estresse, como da expresso de protenas LEA (Late

Embryogenesis Abundant), ao do ABA e, especialmente, do metabolismo dos acares,

uma vez que representam uma fonte de energia disponvel para atender ao aumento da

28

demanda energtica em condio de estresse e por atuarem no ajustamento osmtico (Ingram

e Bartels, 1996). Nesta condio, o amido degradado, aumentando a quantidade de acares

solveis na clula (Chaves-Filho e Stacciarini-Seraphin, 2001). Entretanto, o ajustamento

osmtico tambm pode ser resultado do aumento de molculas neutralizadoras de radicais

livres, visto que o estresse hdrico altera o equilbrio oxidativo/redutivo em muitas organelas,

como nos cloroplastos (Nepomuceno et al., 2001; Reddy et al., 2004). O ajustamento

osmtico assegura a manuteno da turgescncia por meio da reteno de gua (Jamaux et al.,

1997), garante o funcionamento de processos fisiolgicos bsicos, como a fotossntese, e

permite a redistribuio de carbono e nitrognio, mesmo que a atividade de tais processos

esteja reduzida (Kobata et al., 1992; Palta et al., 1994).

Associado desidratao est o estresse por temperatura, que contribui para a

desestruturao das membranas celulares (Hve et al., 2006; Rennenberg et al., 2006) e em

alteraes no metabolismo de isoprenos, compostos precursores dos constituintes de leos

volteis relacionados, principalmente, proteo conferida membrana durante o estresse por

altas temperaturas (Sharkey et al., 2001).

Estudos que investigam as principais fontes de carbono para a sntese de isoprenos em

plantas sob estresse hdrico relatam incremento da importao de carbono de razes e caules

em direo as folhas (Funk et al., 2004). Este mecanismo pode representar uma fonte de

carbono para a produo de isopreno, no sentido de compensar a depleo do carbono

prontamente disponvel da fotossntese que, em condies no-estressadas, representa cerca

de 80% do carbono utilizado (Funk et al., 2004).

A biossntese de leos volteis altamente integrada a aspectos fisiolgicos, como a

ontogenia e a disponibilidade de metablitos precursores, bem como a aspectos ecolgicos

como sazonalidade, temperatura, luz, gua, nutrientes e interaes com organismos (Baldwin,

2006; Hines, 2006).

No que se refere s alteraes metablicas associadas aos fatores abiticos, alguns

trabalhos tm associado situaes de estresse ao incremento da produo de compostos do

metabolismo secundrio, visto que estas substncias so responsveis pela interao da planta

com o ambiente (Kutchan, 2001; Gouinguen e Turlings, 2002). Entretanto, estas respostas

esto sob regulao bastante complexa, que perpassa a expresso gnica, a ativao

enzimtica, razo substrato/carbono, disponibilidade de ATP e o estado redox das clulas

(Kuhn et al., 2004).

Considerando que os leos volteis so amplamente usados pelas indstrias

29

farmacuticas, de cosmticos e de perfumarias, as laurceas do gnero Aniba destacam-se no

conjunto de plantas aromticas da Amaznia, especialmente A. rosaeodora (pau-rosa) cujo

leo voltil compe seleto grupo de leos comercialmente explorados nos ltimos 100 anos

(Barata e May, 2004). A explorao predatria de A. rosaeodora resultou no risco de extino

da espcie (Maia, 2008). A preocupao com o grau de explorao no-sustentvel tambm se

estende A. canelilla (casca-preciosa), outra produtora de leo voltil de aroma agradvel,

espcie com potencial para ser utilizada em indstrias de cosmtico e perfumaria.

Desta forma, a explorao racional dos produtos oriundos dessas espcies demanda

por investigaes em vrias reas do conhecimento, especialmente na silvicultura, fisiologia e

fitoqumica, que podem contribuir para a preservao e explorao racional de seus produtos,

estabelecendo uma cadeia produtiva sustentvel.

Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos da disponibilidade hdrica

sobre respostas fisiolgicas relacionadas ao metabolismo primrio e secundrio, assim como

eficincia fotoqumica de plantas jovens de A. canelilla e A. rosaeodora.

30

1.2. MATERIAL E MTODOS

1.2.1. Condies experimentais

O estudo foi conduzido em casa de vegetao situada na rea experimental da

Faculdade de Cincias Agrrias, no Mini-Campus da Universidade Federal do Amazonas -

UFAM (309, 5997W), onde o clima do tipo Afi segundo a classificao de Kppen, com

temperatura mdia anual de 27C5 e a precipitao anual em torno de 2200 mm, com

perodo seco de junho a novembro (precipitao mensal < 100mm) e chuvoso de dezembro a

maio (precipitao > 300mm). Na casa de vegetao, o microclima exibia temperatura mdia

de 32C (mxima de 39C1 e mnima de 26C1), luminosidade mdia de 1100250 mol

m-2 s-1 e umidade relativa mdia de 355%. A temperatura, a densidade de fluxo de ftons e a

umidade relativa no viveiro foram determinadas com o auxlio de pormetro porttil (Steady

State Porometer- modelo LI- 1600M), ao longo do dia, durante todo o experimento. Plantas

jovens de regenerao natural de pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke) e de casca-preciosa

(Aniba canelilla (Kunth) Mez), medindo cerca de 20 cm, foram coletadas na Reserva Florestal

Adolpho Ducke (Rodovia AM-010, Km 26 Manaus/AM) e mantidas durante 60 dias em

viveiros com sombreamento de 50% da irradincia incidente, para seu estabelecimento.

Durante este perodo, todas as plantas foram irrigadas diariamente at a capacidade de campo.

Aps esse perodo, as plantas jovens de Aniba rosaeodora e Aniba canelilla utilizadas no

experimento foram selecionadas quanto uniformidade de altura (cerca de 245 cm) e estado

fitossanitrio. Por ltimo, foram transplantadas para substrato composto por mistura de terrio

e areia (2:1 v/v) em vasos plsticos, com capacidade para 10 Kg, sendo mantidas sob

condies controladas de casa de vegetao. As mudas foram submetidas a quatro tratamentos

de disponibilidade hdrica, subdivididos no tempo (n=10): T0) tratamento-controle, com

irrigao homognea diria, T8) suspenso de rega por 8 dias, T16) suspenso de rega por 16

dias e T24) suspenso de rega por 24 dias. Aps cada perodo de suspenso da rega, as plantas

foram reidratadas. Dessa forma, os tratamentos foram acompanhados durante cinco semanas,

sendo a ltima semana referente s plantas reidratadas. O potencial hdrico (w) e o contedo

relativo de gua (CRA) das espcies foram mensurados para cada tratamento. Os teores de

pigmentos cloroplastdicos, carboidratos e leos foram determinados somente no incio (T0) e

no fim do experimento (T24).

31

1.2.2. Determinao do potencial hdrico

O estado hdrico das espcies foi obtido a partir do potencial hdrico foliar (w) na

antemanh (pd) e ao meio-dia (md), utilizando-se bomba de presso tipo Scholander

(Scholander et al., 1965). Folhas de dez indivduos foram coletadas e acondicionadas

individualmente na bomba de presso, onde foram aplicadas presses at ocorrer a exsudao

pelo pecolo da folha neste momento foi feita a leitura (Turner, 1981).

1.2.3. Contedo relativo de gua

O contedo relativo de gua (CRA) nas plantas foi monitorado a cada semana no

perodo de maior demanda evaporativa, entre 11:00 e 13:00 h. Para a determinao do CRA,

duas folhas foram coletadas de cada planta, e imediatamente acondicionadas em sacos

plsticos midos, sendo em seguida, transportadas sob refrigerao para pesagem no

laboratrio de Cultura de Tecidos de Plantas UFAM. O CRA foi obtido segundo a

metodologia descrita por Pimentel et al. (2002), por meio da pesagem da massa fresca (MF),

trgida (MT) e seca (MS) de 20 discos foliares, sendo determinado pela equao: TRA = (MF

- MS) / (MT - MS) x 100%.

1.2.4. Determinao dos teores de carboidratos

Os teores de carboidratos foram determinados em folhas coletadas pela manh

segundo a metodologia de Passos (1996). O teor de acares solveis totais foi obtido a partir

de 0,1 g do material vegetal fresco, macerado em soluo de metanol-clorofrmio-gua

(120:50:30; v/v/v). Posteriormente, as amostras foram centrifugadas a 10000 rpm durante 10

minutos. O sobrenadante foi purificado em soluo bifsica de clorofrmio-gua (15:15 v/v),

sendo recuperada a parte da soluo purificada (sem lipdeos e clorofilas) para a determinao

da concentrao de acares totais. Adicionalmente, para a extrao do amido, o sedimento

foi ressuspendido em 10 mL de cido perclrico 35% (v/v) e centrifugado a 10.000 rpm

durante 15 min, a 25C, recolhendo-se o sobrenadante.

Os teores de acares solveis e de amido foram quantificados pelo mtodo da antrona

(Morris, 1948), utilizando-se a glicose (Sigma) como padro, sendo determinados por

espectrofotometria no comprimento de onda de 625 nm.

32

1.2.5. Determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos

A determinao dos teores de pigmentos cloroplastdicos foi realizada em folhas

completamente expandidas e sadias do ponto de vista fitossanitrio, situadas no tero mdio

das plantas. Em cada tratamento foram coletadas duas folhas por planta para compor uma

repetio, em cinco indivduos por tratamento. A extrao dos pigmentos foi realizada de

acordo com a metodologia de Lichtenthaler e Wellburn (1983). Para cada indivduo, 0,1g de

material vegetal fresco oriundo dos discos foliares foi homogeneizado em 10 mL de acetona

(100% v/v) e, posteriormente, em 10 mL de uma soluo de acetona (80% v/v) contendo

MgCO3 (0,5% p/v). Em seguida, o extrato obtido foi filtrado em papel filtro qualitativo n 1.

A partir desse extrato filtrado, os teores de pigmentos foram determinados por meio das

absorbncias, obtidas com o uso de espectrofotmetro, nos seguintes comprimentos de onda

(): 663nm e 645nm e 480nm, para clorofila a (Cla), clorofila b (Clb) e carotenides (Cx+c),

respectivamente. O clculo das concentraes dos pigmentos cloroplastdicos com base na

massa foliar (mol g-1) foi realizado de acordo com as equaes descritas por Hendry e Price

(1993), onde:

Clorofila a (mol g-1) = (12,7 x A663 2,69 x A645) x 1,119 x V (1)

1000 x unidade de massa (g)

Clorofila b (mol g-1) = (22,9 x A645 4,68 x A663)x 1,102 x V (2)

1000 x unidade de massa (g) (2)

Carotenides (mol g-1) = (A480 + 0,114 x A663 0,638 x A645) x V (3)

1000 x 112,5 x unidade de massa (g)

Nestas equaes, A corresponde absorbncia no comprimento de onda usado e V o

volume final do extrato clorofila acetona (mL).

A concentrao de clorofila total (Cla + Clb), a razo clorofila a / clorofila b (Cla/b), assim

como a razo clorofila total/carotenides foram determinadas.

33

1.2.6. Determinao do rendimento de leos volteis

Todos os indivduos amostrados foram coletados e seccionados em raiz, caule e folhas

e acondicionadas em sacos de papel. Posteriormente, este material biolgico foi secado em

estufa a 40C at peso constante. Os leos essenciais foram extrados por hidrodestilao de

acordo com a metodologia descrita por Clevenger (1928). Para proceder a extrao em

sistema Clevenger, o material vegetal foi triturado em moinho Watman, obtendo-se

partculas com tamanhos de 0,075 a 2,00 mm. Para cada extrao foram pesadas trs amostras

de cada rgo, obtidas de uma amostra nica. Tais amostras foram acondicionadas em bales

de fundo redondo de 1000 mL com 500 mL de gua destilada e seis pedras de ebulio. A

extrao foi realizada durante 3,5 horas, mantendo-se a temperatura em 100C, sendo o

rendimento de leos volteis (ROV) calculado a partir da porcentagem do volume de leo

capturado pela massa da amostra (Chaar, 2000).

34

1.3. RESULTADOS

O potencial hdrico (w), em mdia, diferiu entre horrio (antemanh e meio-dia),

espcies e tratamentos, ocorrendo, tambm, interao espcie versus tratamento (p0,01)

(Figura 2, Tabela 1).

A mdia de w para os horrios foi de -1,31,6 MPa na antemanh e de -2,31,4 MPa

ao meio-dia (Figura 2). A mdia de w em Aniba canelilla (-1,81,5 MPa) foi maior que em

Aniba rosaeodora (-2,11,6 MPa) (Tabela 2). Os tratamentos, T0 (-1,00,8 MPa) e T8 (-

1,10,8 MPa) tiveram w semelhante e menos negativo em relao a T16 (-2,01,2 MPa) e T24

(-4,41,3 MPa), que diferiram entre si (Figura 2, Tabela 1).

Em geral, o w apresentou amplitude de valores na faixa de -0,05 MPa a -6,0 MPa,

variando de -0,15 MPa a -5,0 MPa na antemanh, e de -1,1 MPa a -6,0 MPa ao meio-dia

(Figura 2). Nas espcies, a variao foi de -0,15 MPa a -6,0 MPa em A. canelilla e de -0,05

MPa a -6,0 MPa em A. rosaeodora (Figura 2). Considerando os tratamentos, o w apresentou

valores que variaram de -0,05 MPa a -6,0 MPa (Figura 2). Em T0, o w variou -0,05 MPa a -

2,15 MPa. Em T8, o w atingiu valores que foram de -0,1 MPa a -2,6 MPa; e em T16, esses

valores foram da ordem de -0,3 MPa a -4,7 MPa. Por ltimo, os valores de w em T24

variaram de -1,2 MPa a -6,0 MPa (Figura 2).

Tabela 1: Potencial hdrico (w) de plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora submetidas a quatro

tratamentos de rega (T0: Controle; T1: suspenso de rega por oito dias; T16: suspenso de rega por dezesseis dias;

T24: suspenso de rega por 24 dias) monitorados ao longo de cinco semanas. Mdia diria.

Espcies Tratamentos

Aniba canelilla Aniba rosaeodora Mdias (Tratamento)

0 -1,10,8aA -0,90,8aA -1,00,8a

8 -1,10,7aA -1,20,9aA -1,10,8a

16 -1,60,9aA -2,71,3bB -2,01,2b

24 -4,31,5bA -4,60,9cA -4,41,3c

Mdia (Espcie) -1,81,5A -2,11,6B -1,9

Medias SD seguidas da mesma letra ou nmero no diferem entre si (Tukey, p0,05). Letras minsculas: comparao entre tratamentos Letras maisculas: comparao entre espcies

35

Aps oito dias de suspenso da rega, as plantas de ambas as espcies no

demonstraram quaisquer modificaes, sendo o w obtido em T8 semelhante a T0 (Figura 1,

Tabela 1). As espcies apresentaram w semelhante em T0, T8 e T24. Em T16, o w das folhas

de A. canelilla foi menos negativo quando comparado ao w das folhas de A. rosaeodora.

Redues no potencial hdrico s foram observadas a partir da terceira semana de suspenso

da rega (T24) em Aniba canelilla. J em A. rosaeodora, a partir da segunda semana (T16), tais

alteraes foram evidentes (Figura 2).

O contedo relativo de gua (CRA) foi semelhante entre as espcies diferindo

significativamente apenas entre tratamentos e condio (estressada versus reidratada) (Tabela

2, Figura 1). Ocorreram interaes condio versus tratamento, espcies versus tratamento e

espcie versus tratamento versus condio (Tabela 2).

Em A. canelilla e A. rosaeodora, o CRA foi, em mdia, 47,0% e 48,5%

respectivamente. Os tratamentos apresentaram os seguintes valores percentuais mdios:

61,7% (T0), 60,9% (T8); 48,3% (T16) e 20,7% (T24) (Tabela 2). As plantas submetidas baixa

disponibilidade hidrica tiveram CRA mdio menor que as plantas reidratadas, sendo estes

contedos de 41,5% e 53,9%, respectivamente (Tabela 2).

Em geral, CRA variou de 7,9% a 89,3% (Figura 1). Nas espcies, o CRA atingiu

valores mnimos e mximos respectivos de 7,9% e 89,3% em Aniba canelilla, e de 10,2% a

89,3%, em Aniba rosaeodora (Figura 2). Nas plantas que sofreram suspenso da rega durante

determinado perodo, o CRA variou de cerca de 10,9% a 69,2%. Essas mesmas plantas,

quando reidratadas, tiveram CRA na faixa de 7,9% a 89,3% (Figura 2). No tratamento-

controle (T0), o teor relativo de gua foi de 46,4% a 75,3%. Em T8 e T16, tal variao foi de

40,2% a 89,3% e de 17,9% a 75,1%, respectivamente. J em T24, CRA ficou na faixa de 7,5%

a 40,1% (Figura 2).

No tratamento-controle (T0) no foi observada diferenas entre as espcies, sendo que,

ao trmino do experimento, o CRA foi maior (Tabela 2). Aps uma semana de suspenso da

rega (T8), no se observou nenhuma mudana significativa nos CRA das plantas. Em T8, A.

rosaeodora apresentou menor teor de gua que A. canelilla durante o perodo de suspenso da

rega. Quando reidratadas, as mudas de T8 apresentaram CRA mdio mais elevado quando

comparado como T0. A diminuio do CRA em funo da supresso de gua ocorreu a partir

de T16, em ambas as espcies, sendo que A. canelilla apresentou menor CRA que A.

rosaeodora em T24. Neste tratamento, as mudas no tiveram recuperao de CRA aps

reidratao (Tabela 2).

36

Tabela 2: Contedo relativo de gua (CRA) de plantas jovens de Aniba canelilla e Aniba rosaeodora

submetidas a quatro tratamentos de rega (T0: Controle; T1: suspenso de rega por oito dias; T16: suspenso de

rega por dezesseis dias; T24: suspenso de rega por 24 dias) monitorados ao longo de cinco semanas.

Condio

Estressada Reidratada

Espcies Tratamentos

Aniba canelilla Aniba rosaeodora Aniba canelilla Aniba rosaeodora

Mdias

(Tratamentos)

0 55,93,9aB2 53,96,0aB2 64,67,9bA1 66,17,8abA1 61,7a

8 56,75,5aB2 48,35,9aB3 73,01,3aA1 74,86,1aA1 60,9a

16 30,36,3bB2 27,26,7bB2 65,75,7bA1 60,75,3bA1 48,3b

24 20,27,4cA2 32,35,3bA1 14,75,9cA2 16,97,9cB2 20,7c

Espcie Tratamentos

Aniba canelilla 47,01 Estressada 41,5B Mdias

Aniba rosaeodora 48,51 Reidratada 53,9A

47,7

Medias SD seguidas da mesma letra ou nmero no diferem entre si (Tukey, p0,05). Letras minsculas: comparao entre tratamentos Letras maisculas: comparao entre condio Nmeros: comparao entre todos os tratamentos das duas espcies

Os teores de pigmentos cloroplastdicos foram diferentes entre as espcies (Figura 2).

Entre os tratamentos, somente os teores de clorofila a e de clorofila total diferiram (Figura 2).

A interao espcie versus tratamento foi significativa apenas para os teores de carotenides

(Figura 2).

Os teores mdios de pigmentos foram maiores em A. canelilla, sendo 2,1 mol g-1

(Cla), 1,3 mol g-1 (Clb), 1,5 mol g-1 (C) e 3,5 mol g-1 (Clt) (Figura 2). Em A. rosaeodora,

a mdia dos teores de pigmentos foi de 1,5 mol g-1 (Cla), 0,9 mol g-1 (Clb), 1,1 mol g-1

(C) e 2,4 mol g-1 (Clt). O tratamento-controle (T0) apresentou maior teor de Clt (3,3 mol g-

1) que o tratamento de maior estresse (T24 = 2,5 mol g-1). O mesmo foi observado para Cla,

sendo o teor mdio para T0 igual a 2,3 mol g-1 e para T24 igual a 1,3 mol g-1 (Figura 2). Os

teores de carotenides e de clorofila b para T0 foram, respectivamente, de 0,9 mol g-1 e 1,2

mol g-1. Para T24, os valores mdios observados nessa mesma ordem foram iguais a 1,2

mol g-1 e 1,4 mol g-1 (Figura 2).

37

Figura 2: Potencial hdrico foliar (A) da antemanh (pd) e ao meio-dia (md), contedo relativo de gua (B), teor de

carboidratos (ac = acares solveis; am = amido), teor de leos volteis, teores de pigmentos cloroplastdicos e razes

de pigmentos foliares em plantas jovens Aniba canelilla (Ac) e Aniba rosaeodora (Ar) no tratamento-controle (I) e nos

tratamentos com 8, 16 e 24 dias de supresso hdrica (NI = 24 dias sem rega). Mdia Desvio-padro. Mdias

seguidas da mesma letra no diferem significativamente pelo teste de Tukey ao nvel de p 0,05. Letras minsculas

indicam comparao entre espcies. Letras maisculas indicam comparao entre tratamentos. Nmeros indicam

comparaes entre todos os fatores simultaneamente.

-7,00-6,00-5,00-4,00-3,00-2,00-1,000,00

AcC ArC Ac8 Ar8 Ac16 Ar16 Ac24 Ar24

Tratamentos

h (M

Pa)

pd md

a A

aA

aA

aA

aA

aA

aA

aA

bA a

A bB b

B cA b

A

cA

cA

00,5

11,5

2

2,53

3,54

4,5

AcI AcNI ArI ArNI

Espcies

Teo

res d

e Pi

gmen

tos

(m

ol g

-1)

clor a clor b carot clor tot

aA aA

aA

aA

aA aB

aA

aB aA aA

aA

bA bA

bB aA

bB

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

AcI AcNI ArI ArNI

Espcies

Raz

es e

ntre

pig

men

tos

clor a/b clor t / carot

aA

aA

bB aB

aA aA

aB

aB

0102030405060708090

ArIac

ArIam

ArNI

ac

ArNI

amAc

IacAc

Iam

AcNI

ac

AcNI

am

Tratamentos

Teo

r de

car

boid

rato

s (

mol

g-1

)

Raiz Caule Folha

1 B b

1 A a

2 B a 2

B a

1 A a

1 A a

1 A a

1 A a

1 A a

4 B a

4 B a

1 A a

12 AB a

12 A a

2 B a

12 AB a

1 A b 2

B a

1 A a

12 A a

1 A a

3 B a

3 B a

2 A a

00,20,40,60,8

11,21,41,61,8

ArI ArNI AcI AcNI

Tratamentos

% R

endi

men

to d

e l

eo

vol

til

Raiz Caule Folha

4 B b

12 AB a

2 A b

34 B a

23 B a

1 A b 2

B a 23 B

a

1 A a

3 C a

2 B a

1 A a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

ArC AcC Ar8 Ac8 Ar16 Ac16 Ar24 Ac24

Tratamentos

CR

A (%

)

Plantas estressadas Plantas reidratadas

aB2

bA1

bA1

b A 1

b A 1

b B 2 c

A2

aB2 c

A2 c

B2

a B 3

abA1

a A 1 aB

2

aA1

b B 2

A B

C D

E F

38

Em geral, os teores de clorofila a e b, clorofilas totais e carotenides foram

semelhantes entre as espcies nas plantas do tratamento irrigado (T0). J no tratamento de

maior estresse (T24), A. canelilla apresentou mais altos teores de tais pigmentos (Figura 2). Os

teores de clorofila a foram maiores nas plantas irrigadas (Figura 2). J os teores de Clb foram

semelhantes entre os tratamentos para as duas espcies (Figura 2). Em T0, as plantas de A.

canelilla tiveram os menores teores de carotenides, diferindo das mudas de ambas as

espcies nos demais tratamentos (Figura 2). O mesmo foi observado para o teor de clorofilas

totais nas mudas de A. rosaeodora em T24 (Figura 2).

As espcies apresentaram valores semelhantes da razo Cla/b. Em relao aos

tratamentos, T0 apresentou maior contedo de carotenides (2,8 mol g-1) em relao a T24

(1,8 mol g-1) e houve interao de espcie vs tratamento. A razo Clt/Cx+c foi semelhante

entre as espcies e maior no tratamento irrigado (T0 = 2,4 mol g-1) em relao ao no-

irrigado (T24 = 1,8 mol g-1) (Figura 2).

Quanto aos teores de carboidratos, no foi observada diferena entre espcies. No

entanto, houve diferenas significativas para os tratamentos, rgos e tipo de carboidrato

(acar solvel e amido). Tambm houve interao espcie versus tratamento vs rgo vs

carboidrato (Figura 2).

A. rosaeodora no sistema irrigado (T0) direcionou maior contedo de acares para

folha e caule em detrimento da raiz (Figura 2). Entretanto, A. canelilla irrigada apresentou

maior teor de acar na raiz e menores em caule e folhas. No sistema no-irrigado (T24) os

acares solveis foram alocados de forma semelhante entre os rgos (Figura 2).

No sistema irrigado (T0), as espcies acumularam o amido de forma semelhante entre

os rgos, sendo maior o acmulo em raiz (Figura 2). No sistema no-irrigado (T24), as

espcies apresentaram padro diferenciado de acmulo de amido entre os rgos, em que A.

rosaeodora acumulou maior contedo em raiz e caule e menor em folha, enquanto A.

canelilla apresentou mais amido no caule e menores teores em raiz e folha (Figura 2).

O rendimento mdio percentual de leo voltil (volume de leo extrado/massa seca)

foi semelhante entre os tratamentos (T0 e T24), diferindo entre as espcies e os rgos (Figura

2). No houve interaes entre os fatores analisados. A mdia do teor de leos volteis para

T0 foi de 0,7% (Figura 2). No tratamento T24, o valor obtido foi na ordem de 0,9%. Para as

espcies, o rendimento percentual mdio foi de 1,1% (A. canelilla) e 0,6% (A. rosaeodora)

(Figura 2). Considerando os rgos vegetativos, os teores de leo foram de 0,3% (raiz), 0,5%

(caule) e 1,3% (folha) (Figura 2).

39

1.4. DISCUSSO

Modificaes no estado hdrico das plantas, detectveis pela medida do potencial

hdrico e pelo CRA (Figura 2) indicaram que alteraes mais severas resultantes da escassez

de gua comeam a partir da terceira semana (T16: 48,3% de CRA), perodo em que ainda foi

possvel a recuperao das condies hdricas da folha. Entretanto no tratamento T24, de

supresso de rega (CRA = 20,7%), as plantas no mais apresentaram recuperao (Figura 2).

Este nvel de desidratao implica em redues ao rendimento fotoqumico (Eichmeier et al.,

1993), o que ocorre devido aos prejuzos no transporte de eltrons e na fixao do carbono

(Casper, 1993), especialmente sob alta irradincia.

Os teores de pigmentos, leos volteis e carboidratos foram analisados comparando-se

apenas o tratamento-controle (T0 = irrigado) e o de maior estresse (T24 = no-irrigado). Assim,

observou-se que no nvel mais extremo de baixa disponibilidade hdrica, os processos

diretamente relacionados aos cloroplastos (metabolismo de pigmentos e leos volteis) foram

afetados de forma diferenciada, de modo que houve incremento de algumas molculas

(carotenides em A. canelilla), declnio de outras (clorofila a nas duas espcies) e manuteno

dos teores em algumas molculas (clorofila b e do leo voltil) (Figura 2).

Em relao aos pigmentos, o comportamento apresentado pelas espcies de Aniba aqui

estudadas indica que, na condio de menor disponibilidade hdrica, A. canelilla apresentou

maior estabilidade destas molculas, o que pode conferir a esta espcie melhores condies de

tolerncia diminuio da disponibilidade hdrica (Figura 2). No foi detectada alterao na

razo Cla/b que apresentou valor de aproximadamente 1/3, caracterstico para espcies C3. A

razo Clt/Cx+c, em mdia, foi maior no tratamento irrigado, e no houve diferena entre as

espcies (Figura 2).

Segundo Kramer e Kozlowski (1979), as alteraes nos teores de clorofila a e b, em

condies de estresse geralmente no so proporcionais, sendo que alguns autores tm

sugerido uma maior suscetibilidade da clorofila a em plantas sob estresse hdrico (Colom e

Vazzana, 2002). A reduo nos teores de clorofila a pode estar associada aos prejuzos

resultantes da inibio da fotossntese e, tambm, a degenerao em nvel de ultra-estrutura do

aparato fotossinttico (Echenique e Curvetto, 1989; Smirnoff, 1995; Chernadev, 2005),

especialmente em caso de diminuio no contedo de gua na planta. Entretanto, os

mecanismos de proteo relacionados com a sntese de substncias antioxidantes (como

carotenides, ascorbato, flavonides, entre outras) e de enzimas antioxidantes (peroxidases,

40

catalase e superxido desmutase) podem inibir a degradao dos pigmentos (Ejert e Tevini,

2002).

Os carotenides apresentam diversidade de funes indispensveis ao processo

fotossinttico, especialmente quando h excesso de energia captada pelos complexos coletores

de luz, decorrente da inibio do transporte de eltrons nos fotossistemas I e II. Entre estas

funes destaca-se a extino de excitao foto-induzida (fotoproteo), a dissipao do

excesso de energia e a estabilizao de estruturas, como a prpria membrana fotossinttica

(Frank e Codgell, 1996).

Nas duas espcies, o metabolismo dos carboidratos (acares solveis totais e amido)

apresentaram modificaes com diferentes intensidades, em que se observaram menores

alteraes nos teores de acares solveis, entre os tratamentos e rgos, enquanto que os

teores de amido foram marcadamente reduzidos nas plantas sob baixa disponibilidade hdrica,

especialmente em folhas (88,6% em A. rosaeodora e 89,1% em A. canelilla) e raiz (75,3% em

A. rosaeodora e 76,2% em A. canelilla). Esta resposta fisiolgica possibilita o aumento do

potencial osmtico e, por conseguinte, diminuio do potencial hdrico, tornando-se mais

baixos que o w do solo, mantendo o gradiente de potencial hdrico (Turner e Jones, 1980).

Estas alteraes so bastante freqentes para diversas plantas nestas condies (Kramer,

1995; Kingston-Smith et al. 1999; Chaves Filho e Stacciarini-Seraphin, 2001).

Alguns autores relacionam uma menor disponibilidade de gua para a planta a uma

maior produo de leos volteis (Cunha, 2002; Santos et al., 2004; Lima, 2006). Tal

comportamento fisiolgico pode estar associado relevncia destes compostos como resposta

de adaptao ou tolerncia a estresses (Singsaas, 2000). Em plantas adultas de A. rosaeodora

em condies de campo, verificou-se efeito sazonal na produo do leo, que foi favorecido

por perodos de menor incidncia de chuvas (Cunha, 2002; Lima, 2006).

Este comportamento no se confirmou com a baixa disponibilidade hdrica imposta

nas nossas condies experimentais em nenhuma das espcies estudadas (Figura 2). Tal fato

pode ser resultado de diferentes fatores como do nvel de estresse alcanado pela planta no

vaso (limitaes na quantidade de substrato e alta temperatura), o estdio de desenvolvimento

e as condies microclimticas na casa de vegetao, uma vez que alguns destes aspectos

representaram limitaes ao processo fotossinttico. Resultados semelhantes foram

observados por Taveira et al. (2003) em pesquisa visando anlise do efeito sazonal e tipos

de solo sobre a qualidade e os teores do leo de A. canelilla. Neste trabalho, os rendimentos

obtidos foram muito semelhantes entre as estaes mida e seca.

41

O comprometimento da fotossntese pode resultar em implicaes sobre a produo do

leo, visto que a biossntese de monoterpenos ocorre nos plastdios e dependente das trioses

gliceraldedo-3-fosfato e piruvato (Sangwan et al., 2001).

Os monoterpenos so compostos de defesa contra patgenos e herbvoros

(Langenheim, 1994), produzidos constitutivamente, e so acumulados durante o

desenvolvimento normal de caules e razes. Entretanto os mecanismos fisiolgicos e

moleculares envolvidos na sntese de monoterpenos ainda no foram totalmente esclarecidos

(Gershenson et al., 2000).

A ausncia de efeito do estresse hdrico sobre os teores de leo nas duas espcies,

sugere que estas plantas dispem de mecanismos que permitem manter os teores estveis, no

sentido de otimizar os custos de investimento. Segundo Gershenzon (1994), terpenides so

compostos altamente reduzidos, o que implica em elevado custo de produo alm do que

investido nas enzimas exclusivas desta via, apesar de os teores de monoterpenos serem

regulados pelas taxas de sntese e perdas. Contudo, Gershenson et al. (2000) investigando o

metabolismo destes compostos em menta, no registraram perdas significativas de

monoterpenos por processos de volatilizao ou degradao metablica.

Embora estatisticamente no significativo, interessante observar que as espcies

mostraram padro diferenciado de particionamento do leo entre os rgos no tratamento-

controle (Figura 2), ainda que no tenha sido detectada variao nos teores de carboidratos na

raiz e no caule, que representariam um estoque de carbono disponvel para sntese de leo, na

condio irrigada para as duas espcies. Assim, embora as folhas detenham os maiores teores

de leos para as duas espcies, A. canelilla investiu na sntese e alocao destes leos na raiz

enquanto A. rosaeodora, no caule.

42

1.5. CONCLUSO

A despeito dos danos resultantes dos efeitos deletrios impostos pela restrio hdrica,

especialmente aqueles associados ao comprometimento do aparato fotossinttico, resultantes

da alterao nos teores de pigmentos cloroplastdicos, e daqueles referentes desidratao

celular refletidos no contedo relativo de gua, as plantas jovens de A. rosaeodora e A.

canelilla demonstraram capacidade de tolerncia e recuperao frente baixa disponibilidade

hdrica, sem prejuzos sobre a produo de leos volteis.

Tanto os componentes do metabolismo primrio quanto do secundrio demonstraram

ser indicadores sensveis da baixa disponibilidade hdrica entre os diferentes rgos das

plantas (raiz, caule e folha).

Do ponto vista de aplicabilidade, dois aspectos investigados neste trabalho so

importantes para o manejo e preservao destas espcies:

1) em condies de cultivo as plantas podem suportar, sem comprometimento dos

processos fisiolgicos bsicos, eventual falta de gua por perodos de at 16 dias;

2) o comportamento destas espcies sugere um potencial destas para suportar longos

perodos de seca.

43

1.6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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