Ciclo diário de carboidratos não estruturais em espécies C3, C4 e CAM de restinga e suas relações com a fotossíntese e temperatura foliar

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dc.contributor.advisor1Cuzzuol, Geraldo Rogerio Faustini
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2055-492X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6127436626143032
dc.contributor.authorAndrade, João Pedro Zanardo de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000000338294625
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7635909327516548
dc.contributor.referee1Silva, Diolina Moura
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/000000033885280X
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0341541450627705
dc.contributor.referee2Grandis, Adriana
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-8416-3733
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5346077479449245
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:30Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:30Z
dc.date.issued2023-03-20
dc.description.abstractDivergent species occur in the restinga ecosystem in terms of photosynthetic metabolism (C3, C4 and CAM). The type of CO2 assimilation mechanism and daily environmental variations can influence the concentrations of photoassimilates in the form of non-structural carbohydrates (sugars and starch) during the day and night. In the case of ecophysiological studies with native species, correlations between gas exchange variables with CNE concentrations and microclimatic variations such as luminosity and leaf temperature can help in understanding the adaptive strategies in restinga species that differ in terms of photosynthetic metabolism. We hypothesize that C3 and C4 metabolism species increase their CNE concentrations throughout the day and decline during the night, while the CAM species shows the opposite response. Another hypothesis is that the CNE contents of the C3, C4 and CAM species are directly related to the CO2 assimilation rate. The objective of this study was to characterize the dynamics of CNE and gas exchange in Protium icicariba (C3), Panicum trinii (C4) and Clusia hilariana (CAM) in a 24-hour cycle, and to correlate these variables with each other and with leaf temperature. Leaves were collected every 2 hours for CNE analyses, and gas exchange variables were measured every 4 hours. Fructose and glucose concentrations in C3 and CAM metabolism species increased from 7:00 am, reaching their maximum values at 3:00 pm, and then declining to the lowest values between 1:00 am and 5:00 am. The dynamics of sucrose contents in C3 and C4 showed an inverse response to that of monosaccharides, showing low values during the day and higher values between 21:00 h and 7:00 h the next day. Gas exchanges in C3 and C4 show similar trends, while in CAM it showed inverse responses for photosynthetic assimilation (A) and transpiration (E). The A and E rates of the C3 and C4 metabolism species showed higher values between 10:00-17:00h, while the CAM showed higher values between 17:00-7:00h. The highest levels of monosaccharides between 13:00 and 15:00 hours in species C3 and C4 were attributed to greater photosynthetic activity in this period confirmed by the positive correlation between A and glucose/fructose in these two groups of photosynthetic metabolism. Species of C3 and C4 metabolism also showed positive correlations of A and E with leaf temperature. The CAM showed negative correlations between these variables. The low levels of sucrose in the three species in the light and dark phases of the day may be a reflection of the strong demand on their drain. We conclude that the hypotheses raised at the beginning of the study were partially validated since both species showed similar variations in CNE concentrations throughout the day. Despite this similarity, the CAM metabolism species was the only one that showed no correlation between CNE and A.
dc.description.resumoNo ecossistema restinga ocorrem espécies divergentes quanto ao metabolismo fotossintético (C3, C4 e CAM). O tipo de mecanismo de assimilação do CO2 e variações ambientais diárias podem influenciar nas concentrações dos fotoassimilados na forma de carboidratos não estruturais (açúcares e amido) no período diurno e noturno. Em se tratando de estudos ecofisiológicos com espécies nativas, correlações entre as variáveis das trocas gasosas com as concentrações de CNE e variações microclimáticas como a luminosidade e temperatura foliar podem auxiliar na compreensão das estratégias adaptativas em espécies de restinga divergentes quanto ao metabolismo fotossintético. Hipotetizamos que as espécies do metabolismo C3 e C4 elevem suas concentrações de CNE ao longo do dia e declinam durante a noite, enquanto a espécie CAM apresenta resposta inversa. Outra hipótese é de que os teores dos CNE das espécies C3, C4 e CAM se relacionem diretamente com a taxa assimilatória líquida. O objetivo desse estudo foi caracterizar a dinâmica dos CNE e as trocas gasosas nas Protium icicariba (C3), Panicum trinii (C4) e Clusia hilariana (CAM) num ciclo de 24 horas, e correlacionar essas variáveis entre si e com a temperatura foliar. A cada 2 horas foram coletadas folhas para as análises dos CNE, e a cada 4 horas medimos as variáveis das trocas gasosas. As concentrações de frutose e glicose nas espécies do metabolismo C3 e CAM aumentaram a partir das 7:00 horas atingindo seus valores máximos às 15:00h, e declinando em seguida até os valores mais baixos de 1:00h- 5:00 h. A dinâmica dos teores de sacarose em C3 e C4 apresentou resposta inversa ao dos monossacarídeos exibindo valores baixos durante o dia e maiores entre 21:00 h e 7:00 h do dia seguinte. As trocas gasosas em C3 e C4 mostram tendências semelhantes entre si, enquanto em CAM apresentou respostas inversas para assimilação fotossintética (A) e transpiração (E). As taxas de A e E das espécies do metabolismo C3 e C4 apresentaram valores mais elevados entre 10:00-17:00 h, enquanto a CAM apresentou maiores valores dessas entre 17:00-7:00h. Os maiores teores de monossacarídeos entre 13:00-15:00 horas nas espécies C3 e C4 foram atribuídos a maior atividade fotossintética nesse período confirmado pela correlação positiva entre A e glicose/frutose nesses dois grupos de metabolismo fotossintéticos. As espécies do metabolismo C3 e C4 também apresentaram correlações positivas de A e E com a temperatura da folha. Já a CAM apresentou correlações negativas entre essas variáveis. Os baixos teores de sacarose nas três espécies na fase clara e escura do dia podem ser reflexo da forte demanda do seu dreno. Concluímos que as hipóteses levantadas no início do estudo foram validadas parcialmente pois ambas as espécies apresentaram variações nas concentrações de CNE semelhantes ao longo do dia. Apesar dessa semelhança, a espécie do metabolismo CAM foi a única que não apresentou correlação entre os CNE e A.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16776
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Biologia Vegetal
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Humanas e Naturais
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
dc.rightsopen access
dc.subjectAçúcares
dc.subjectAmido
dc.subjectCiclo circadianos
dc.subjectSacarose
dc.subjectTrocas gasosas
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.titleCiclo diário de carboidratos não estruturais em espécies C3, C4 e CAM de restinga e suas relações com a fotossíntese e temperatura foliar
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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