Alterações metabólicas e nutricionais de pseudocereais submetidos ao elevado CO2 e alagamento

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Bruna Evelyn Paschoal
• Orientador(a): Deuner, Sidnei
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Chenopodium quinoa Wild; Amaranthus cruentus; Mudança climática; Fotossíntese; Nutrição; Alagamento; Climate change; Photosynthesis; Nutrition; Flooding
• Área do conhecimento CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/19638

Responsáveis por ocasionar uma série de eventos extremos no clima, as mudanças climáticas podem levar à eventos tais como secas, inundações, elevação da temperatura e aumento das emissões de gases de efeito estufa como CO2. Tendo em vista que são crescentes as evidências de que as alterações e impactos ambientais estão levando à compreensão das potenciais pressões sobre a capacidade de garantir suprimento adequado de alimentos para a população humana, é imprescindível compreender como as plantas e os ecossistemas naturais responderão a essas mudanças. Assim, o presente trabalho teve como objetivo investigar os potenciais efeitos de dois diferentes agentes das mudanças climáticas: CO2 e alagamento. Para tanto, plantas de amaranto cv. BRS Alegria e quinoa cv. BRS Piabiru foram avaliadas no estádio de transição entre o vegetativo e o reprodutivo, uma vez que este é considerado o evento chave para a reprodução de plantas cultivadas. Foram conduzidos três estudos, sendo eles: em câmaras de topo aberto (OTC’s) com diferentes níveis de CO2 (400 e 700 ppm) avaliando o metabolismo primário e secundário; em câmaras de crescimento onde as sementes obtidas no experimento anterior foram avaliadas quanto aos efeitos parentais e por fim, a submissão das plantas a condição de alagamento do solo. Como resultado, foi possível observar que ambas as culturas são capazes de alterar o seu metabolismo primário e secundário devido a elevadas concentrações de CO2. Alterações nas mudanças nas trocas gasosas, nas enzimas sacarolíticas e no metabolismo de carboidratos refletiram nos parâmetros de crescimento e pigmentos fotossintéticos quando em elevados níveis de CO2. Estas mudanças foram capazes de alterar a dinâmica de nutrientes, prejudicando o potencial produtivo das culturas. Além disso, as avaliações relacionadas ao metabolismo secundário, nos evidenciaram o incremento da capacidade antioxidante, betalaínas e de compostos fenólicos. Estes resultados sugerem que houve geração de espécies reativas de oxigênio durante o processo fotossintético. Quando avaliadas as sementes e plântulas de amaranto e quinoa provenientes de plantas cultivadas em ambiente enriquecido por CO2, um efeito parental pode ser observado em sementes e plântulas. A primeira contagem de germinação e o índice de velocidade de germinação mostraram que apesar de o seu potencial germinativo não ter sido alterado, este processo inicial ocorreu de forma mais acelerada. Estes resultados foram confirmados por meio da atividade bioquímica das enzimas α-amilase e fosfatase ácida nos diferentes períodos e concentrações de CO2. Já para o experimento onde as plantas foram submetidas ao alagamento, ambas as espécies apresentaram alterações metabólicas severas quando submetidas a inundações nos períodos de 48 e 96 horas. Porém, durante a recuperação, os pigmentos fotossintéticos apresentaram valores próximos ao controle, auxiliando na manutenção das trocas gasosas no combate das ROS pelas plantas de amaranto. Por outro lado, as análises das invertases demonstraram que possivelmente a sacarose sintase não foi capaz de realizar em sua totalidade o processo de clivagem. Isso sugere que compostos essenciais para as rotas metabólicas como frutose e glicose estavam ausentes, além de um possível desbalanço de sacarose entre parte aérea e raízes. Os resultados da presente pesquisa mostram avanços significativos para o manejo das duas culturas frente as mudanças climáticas, entretanto, estudos que visem a qualidade nutricional destes pseudocereais frente ao cenário proposto ainda são necessários.