Senescência e morte no contexto da...
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Domingos Almeida • 2005 •Fisiologia e Tecnologia Pós-colheita • Pós-graduação em Fruticultura • Instituto Superior de Agronomia
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Senescência e morte no contexto da pós-colheita
Fisiologia e Tecnologia Pós-colheitaPós-graduação em FruticulturaInstituto Superior de Agronomia
Domingos P. F. Almeida
Quando surgiu a morte?
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Origem Evolutiva da Senescência e Morte
• Big Bang 15-20 x 109 anos• Estrelas 10-15 x 109 anos• Planeta Terra ~4,5 x 109 anos• Primeiros fósseis ~3,1 x 109 anos• Fotossíntese >2 x 109 anos• Sexo, Senescência e Morte ~1 x 109 anos
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Questões Fundamentais da Biogerontologia
• Porque é que os organismos senescem?
• Porque é que os organismos morrem?
• Quais são os factores que determinam a longevidade?
Causas da MorteTeoria física - Segunda Lei da Termodinâmica (George Sacher)
Actividade metabólica
Lon
gevi
dade
L = aKb.M-c
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Causas da Morte
• Teorias Fisiológicas• Acumulação de produtos t óxicos • Radicais livres
• Teorias Genómicas• Corpo descartável • Teoria da programação genética
Deterioração
Transição programada
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Morte Celular Programada nas plantas
Resposta hipersensitivaAerenquimaCamada de aleuronaCélulas da coifaTraqueidosSenescenciaTricomasSuspensorÓvulos não fecundadosDeiscencia das anteras
(Buchanan et al., 2000)
Tipos de expressão de genes associados à senescência
(Buchanan et al., 2000)
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Alterações durante a senescência
• Degradação da clorofila• Evolução dos plastídeos
• Gerontoplastos (folhas)• Cromoplastos (frutos)
• Metabolismo dos fenilpropanóides• Metabolismo das proteínas
• Folhas• Frutos
• Degradação dos ácidos nucleicos• Aumento da actividade de algumas
ribonucleases (RNases)
Regulação endógena da senescênciaEfeito do antisense de ACC sintase
(Buchanan et al., 2000)
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Regulação endógena da senescênciaCitocininas são antagonistas da senescência
Folha de tabaco senescente. Corte do caule e aplicação de benzilaminopurina reverte a senescência
(Buchanan et al., 2000)
As perguntas difíceis sobre a senescência• Porque terá a evolução produzido células
(base da vida) tão fáceis de destruir?
• Porquê incorporar nas proteínas mais necessárias à vida pontos de fragilidade, tornando-as susceptíveis aos ataques das caspases?
• Porque desenvolver um mecanismo de autodestruição?
•• Será que as células foram feitas para
morrer?
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Desenvolvimentoe consequências da colheita
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Domingos Almeida
Estruturas MorfológicasFrutos
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Crescimento
Maturidade Fisiológica
Amadurecimento
Senescência
DesenvolvimentoIníc
io
Mor
te
Maturação
Maturação Comercial
Caules e Folhas
Frutos em desenvolvimento
Raízes, bolbos e tubérculos
DesenvolvimentoIníc
io
Mor
te
Inflorescências
Rebentos
Espargo, aipo, alface, couves
Alacachofra, brócolos, couve-flor
Pepino, feijão-verde, milho-doce
Frutos desenvolvidos
Maçã, pêra, tomate
Cenoura, cebola, batata
Sementes
Feijão seco
TransplantesFolhagem de corte, Plantas em vaso Plantas flor vaso Flores de corte Sementes
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Curvas de crescimento dos órgãos vegetais
• Sigmóidal• Fase I – exponencial
• Fase II – linear
• Fase III - monomolecular
ktemm 0=
ktm =
( )ktbeam −−= 1
Alterações durante o amadurecimento
Crescimento do fruto ou tamanho constanteTamanho
Regulação das rotas metabólicas alteradaAlterações na expressão genética:•Desaparecimento de alguns mRNA•Aparecimento de mRNA específicos do amadurecimento
Alterações metabólicas
Acumulação de açúcaresDiminuição do teor em ácidosProdução de taninosProdução de voláteis
Aroma e sabor
Alterações da estrutura e composição da parede celularTextura
Degradação da clorofila e desmontagem do aparelho fotossintéticoSíntese de antocianinasSíntese de carotenos
Cor
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Desenvolvimento da Competência para Amadurecer
mRNA Relacionados com Amadurecimento
Aroma Cor
Síntese de C2H4
Textura Sabor
?
ACC Sintase
ACC Oxidase
C2H4
Transdu çãoSinal
Não
-cl
imac
téri
co
Clim
actérico
Regulação do amadurecimento
Índices de maturação
O que são?
ExemplosPara que servem?
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Índices de maturação
• Importância• Legislação e regulamentos comerciais,• Facilitar a comercialização e normalização,• Qualidade sensorial, nutritiva e dura ção pós-colheita
adequada,• Previsão da data de colheita,• Programação do uso de trabalho e equipamentos
• Características de um bom índice de maturação• Simples, fácil de determinar no campo• Requerer equipamento económico• Relacionado com a qualidade e vida pós-colheita de forma
consistente (local, ano)• Ter uma varia ção progressiva com a maturação• Objectivo (medição) em vez de subjectivo• Não destrutivo (se possível)
Exemplos de índices de maturação para frutas
Cor da polpa em diversos frutosCor e estrutura interna
Todos os frutosCor externa
Maçã, pêra, prunoideasFirmeza
Banana, mangaForma
CerejaDensidade
Todos os frutos e muitas hortaliçasTamanho
Formação da pruína em uvasMorfologia da superfície
Maçã, feijoaDesenvolvimento da camada de abscisão
MaçãDias-grau durante o desenvolvimento
Maçã, pêraDias desde a floração à colheita
Exemplos de produtosÍndice
(Reid 1992)
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Exemplos de índices de maturação para frutas
Maçã, pêraProdução de etileno
DiospiroTaninos, adstringência
Abacate, azeitonaTeor em óleo
CitrinosTeor em sumo
Romã, citrinos, papaia,kiwiTeor de ácidos ou açúcar/ácidos
Uva, maçã, pêra, prunóideasTeor de açúcar
Maçã, pêraTeor de amido
Abacate, kiwiSólidos solúveis
Exemplos de produtosÍndice
(Reid 1992)
Limitações na aplicação dos índices de maturação
• Equilíbrio qualidade vs. duração pós-colheita
• Imaturo vs. Maturo
• Utilização de vários índices
• Relação com os elementos do clima
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Classificação com base no comportamento pós-colheita
Perecibilidade muito variávelSofrem alterações fisiológicas e de composição relacionadas com amadurecimentoProblemas patológicos
Frutos maturos
Altamente perecíveisTaxa de respiração elevadaAlterações de composição rápidasPerda de peso é causa importante de deteriora çãoCrescimento pós-colheita pode ser problema
Órgão imaturos em crescimento rápido
Características geraisGrupo
Classificação com base no comportamento pós-colheita
Muito pouco perecíveisTaxa de respiração muito baixaTeor de humidade importante na conservaçãoGerminação
Sementes maturas e frutos secos
Pouco perecíveisTaxa de respiração baixaCrescimento pós-colheita
Órgãos de armazenamento e propágulos carnudos
Características geraisGrupo
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Consequências da colheita
• Ferimentos • Interrupção do fornecimento de água
• Perda de turgescência
• Alteração da atmosfera interna• Capacidade receptora (sink strength) e
consequências da colheita• Órgãos maturos
• Frutos climactéricos: Ontogenia• Outros órgãos
• Órgãos imaturos: resposta à fome
• Senescência