From seeds to plants: the use of priming to improve salt tolerance in sorghum

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Ferreira, Rafael Agostinho
• Orientador(a): Bicalho, Elisa Monteze
• Banca de defesa: Artur, Mariana Aline Silva, Santos, Heloísa Oliveira dos, Stein, Vanessa Cristina, Pereira, Eduardo Gusmão
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Agronomia/Fisiologia Vegetal
• Departamento: Departamento de Biologia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Estresse oxidativo; Mudanças climáticas; Hormopriming; Estresse abiótico; Prolina; Oxidative stress; Climate change
• Área do conhecimento CNPq: Fisiologia Vegetal
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/59739

Diversas condições ambientais podem restringir a germinação e o estabelecimento de plantas, sendo a salinidade elevada uma das mais críticas. Essa condição decorre da alta concentração de íons no solo, que provoca alterações metabólicas essenciais, afetando tanto a germinação quanto o desenvolvimento das plantas. A salinidade gera dois tipos de estresse: (i) osmótico, causado pela redução do potencial osmótico da solução do solo, e (ii) iônico, devido à dissociação de íons, que danifica membranas e outras estruturas celulares. Em regiões semiáridas e áridas, a necessidade de cultivar espécies tolerantes à salinidade é urgente, e o sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench), embora moderadamente tolerante, possui estágios críticos, como a germinação e o estabelecimento de plântulas, que são altamente sensíveis aos efeitos salinos. Uma alternativa promissora para mitigar esses efeitos é a técnica de priming, que melhora a germinação e o desenvolvimento das plantas. Este trabalho investigou a hipótese de que o priming com moléculas antioxidantes e fitoreguladores oferece melhores condições para a germinação e o crescimento do sorgo sob estresse salino. Para compreender os mecanismos de tolerância, foram realizados experimentos em laboratório e em casa de vegetação. No primeiro capítulo, avaliou-se a resposta de sementes de quatro variedades de sorgo submetidas ao priming com ácido ascórbico, ácido abscísico e hidropriming, expostas a diferentes concentrações de NaCl e estresse osmótico induzido por PEG-6000. Os testes analisaram parâmetros como porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação e tempo médio para germinação de 50% das sementes. No segundo capítulo, realizaram-se análises bioquímicas em duas cultivares contrastantes (BRS-332 e DKB 540), avaliando o metabolismo de carboidratos e aminoácidos, níveis de peróxido de hidrogênio e malondialdeído, além da atividade de enzimas antioxidantes. Já o terceiro capítulo abordou experimentos em casa de vegetação, nos quais as plantas oriundas de sementes tratadas com priming foram acompanhadas por 65 dias sob estresse salino. Parâmetros como fluorescência da clorofila a, trocas gasosas e marcadores relacionados à tolerância à salinidade identificados nas sementes foram analisados em diferentes estágios fenológicos. Os resultados evidenciaram que as cultivares possuem mecanismos distintos de tolerância ao estresse osmótico e salino. O priming promoveu efeitos positivos, especialmente pelo acúmulo de prolina e açúcares, que facilitaram o ajustamento osmótico e mitigaram o estresse oxidativo em sementes, plântulas e plantas adultas. Esses efeitos podem ser atribuídos à "memória do priming", um fenômeno que permite a recuperação de alterações metabólicas induzidas pelo tratamento inicial, resultando em melhor manutenção do metabolismo fotossintético e redução dos impactos do estresse salino ao longo dos diferentes estágios fenológicos. Dessa forma, o priming se apresenta como uma ferramenta eficaz para melhorar a tolerância do sorgo ao estresse salino, contribuindo para o desenvolvimento de estratégias sustentáveis que permitem o cultivo em áreas salinizadas, ampliando o potencial produtivo e a resiliência agrícola em regiões adversas.