fisiologia do estresse em plantas

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FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS 
Professor: José Vieira Silva
Discentes: Cinara Bernardo da Silva
 José Adeilson Santos Barreto
 Julianna Catonio da Silva
Universidade Federal de Alagoas 
Campus de Arapiraca 
Ciências Agrárias
Em condições naturais e agricultáveis, as plantas são expostas a estresses ambientais. O estresse tem papel importante na determinação de como o solo e o clima limitam a distribuição das espécies, seu desenvolvimento e chance de sobrevivência . DE MANEIRA GERAL Quem coordena a resposta do estresse na planta são os hormônios vegetais, TIPO COMO QUEDA DAS FOLHAS (ABA)
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O QUE É ESTRESSE ?
 É um desvio significativo das condições ótimas para a vida, e induz mudanças e respostas em todos os níveis funcionais do organismo, os quais são reversíveis a princípio, mas podem se tornar permanente (Larcher, 2000)
 É um fator externo que exerce uma influência desvantajosa para a planta (Taiz & Zeiger, 2002)
Estresse é qualquer fator externo que exerce influência desvantajosa sobre a planta, induzindo a mudanças e respostas em todos os níveis do organismo, estas podem ser reversíveis ou permanentes. Quando uma cultura não está expressando sua potencialidade máxima, é provável que as plantas estiveram ou estão sofrendo algum tipo de estresse. Mas, quase todos os fatores de estresse podem ser superados mediante a aplicação de técnicas adequadas de manejo 
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RESPOSTA AO ESTRESSE: ADAPTAÇÃO OU ACLIMATAÇÃO
 Tolerância: aptidão da planta para enfrentar um ambiente desfavorável
 Planta adaptada:
resistência geneticamente
determinada, adquirido por processo de seleção durante muitas gerações
 Planta aclimatada: 
tolerância aumentada como consequência de exposição anterior ao estresse
 ESCAPE / EVITAR / TOLERAR
FALAR O QUE TEM NO SLIDE E DEPOIS 
AS RESPOSTAAS PODE SER 
ESCAPE-PLANTA NÃO ENTRA EM CONTATO COM ESTRESSE
EVITAR-PLANTA ENTRA EM CONTATO COM ESTRESSE MAS NÃO SE EQUILIBRA COM ELE
TOLERAR-QUANDO A PLANTA ENTRA EM EQUELIBRIO COM ESTRSSE E SUPORTA 
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FATORES DE ESTRESSE
 ABIÓTICOS
 Água
 Radiação
 Temperatura
 Gases 
 Minerais 
 Efeitos Mecânicos 
 BIÓTICOS
 Planta
 Micro-organismos
 Animais 
 Origem Antropogênica
ABIOTICOS
AGUA –ESTRSSE POR FALTA OU EXCESSO (INUDAÇÃO)
RADIAÇÃO-FAZER RELAÇÃO DE PLANTAS DE SOMBRA E DE SOL
TEMPERATURA- PODE CAUSAR A DESNATURAÇÃO DAS ENZIMAS
MINERAIS- INIBIR O DESENVOLVIMENTO DA PLANTA
EFEITOS MECÂNICOS- O VENTO PODE DERRUBAAR A S FOLHAS E TAMBEM DIMINUI A ABERTURA ESTÔMATICA-DIMINUINDO A ENTRADA DE CO2
BIOTICOS 
PLANTA-ADENSAMENTO PODE CAUSAR O ESTRSSE E TAMBÉM PLANTAS PARASITAS E ALELOPATICAS
MICROORGANISMOS- FUNGOS, BACTERIAS PODEM CAUSAR ESTRESSE NA PLANTA
ANIMAIS-INSETOS, E ANIMAIS PISOTIANDO AS PLANTAS 
HOMEM- PULUIÇÃO, FOGO, COMPACTAÇÃO DO SOLO, AGROQUIMICOS
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ESTRSSE HÍDRICO: FALTA OU EXCESSO DE ÁGUA
 Déficit hídrico: conteúdo de água de um tecido ou célula que está abaixo do conteúdo de água mais alto exibido no estado de maior hidratação.
Fonte: http://www.google.com/imgres?imgurl=http://verdypaisagismo.com.br
PODER PELA FALTA OU EXCESSO DE AGUA. PELA FALTA É MAIS PRESENTES EM REGIÕES ARIDAS (FOTO)
E ELE SE CARACTERIZA VER SLIDE DEFINIÇÃO
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DÉFICIT HÍDRICO E A FOTOSSÍNTESE 
 A água = principal doador de elétrons
 Fechamento estomático= impede a entrada de CO2
 Abscisão foliar para perder menos água 
DÉFICIT HÍDRICO DIMINUI A FOTOSSÍNTESE NAS SEGUINTES CONDIÇÕES:
 INIBE A PRODUÇÃO DE ATP E NADPH NA CTE
 ESTIMULA A PRODUÇÃO DE DO HRMÔNIO (ABA) DIMINUINDO A TURGESCENCIA DAS CELULAS-GURDA E ASSIM FECHANDO OS ESTÔMATOS– SE FECHA OS ESTOMATOS NÃO ENTRA CO2
 EM PLANTAS DA CAATINGA ELAS PERDEM AS FOLHA POR FALTA DE AGUA , DIMINUI A AREEA FOLIAR DIMINUI A FOTOSSINTESE PQ OS CLOROPLASTO ESTÃO NA FOLHA
 CTE MOSTRANDO A IMPORTANCIA DA AGUA NA ETAPA FOTOQUIMICA
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DÉFICIT HÍDRICO E O CRESCIMENTO VEGETAL
 Diminui a turgescência necessária para a expansão celular
A FALTA DE AGUA DIMINUI O CRESCIMENTO VEGETAL PQ DIMINUI A EXPANÇÃO DA PAREDE CELULAR
 O GRAFICO MOSTRA QUE EM PW AROXIMADAMENTE EM -0,3 POR AI A TAXA DE EXPANÇÃO E A FOTOSSINTESE É ALTA, QUANDO ELE O PW PASSA PARA -0.4, A 0.5 + -, A EXPANÇÃO FOLIAR CAI, E A FOTOSSINTESSE DIMINUI CONSIDERALVELMENTE. 
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DEFICT HÍDRICO E A TRANSLOCAÇÃO DE FOTOASSIMILADOS
 O déficit hídrico diminui indiretamente a quantidade de fotoassimilados translocados, pois reduz a fotossíntese e o consumo de assimilados das folhas em expansão.
SE DIMINUI A QUANTIDADE DE FOLHA DIMINUI A QUANTIDADE FOTOSSIMILADO SINTETISADOS E TRASLOCADOS PARA AS REGIÕES DE (DRENO)
 ISSO PQ PARA QUE ESSES FOTOSSIMILADOS SEREM TRANPORTADO PRCISA-SE DE UM POTENCIAL DE PRESSÃO, A FALTA DE AGUA DIMINUI NO CARREGAMENTO DO FLOEMA, POIS AS CELULAS DO EC, NÃO TERÁ PRESSÃO DE TUGOR
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RESPOSTA AO DEFICITE HÍDRICO
 ESCAPE= plantas de ciclo rápido
 EVITAÇÃO=plantas que mantém o Ψw alto (Isohídricas) 
Fonte: http://www.google.com/imgres?imgurl=http://verdypaisagismo.com.br
O ESCAPE SE CARACTERIZA EM PLANTAS QUE FLORESCEM LOGO DEPOES DA CHUVA, EM REGIÕES DESERTICAS. SEGUNDA FOTO 
EVITAÇÃO—Nesse tipo de estratégia, a condutância estomática se mantém inalterada frente a reduções nas disponibilidades de água do solo e da atmosfera, resultando em redução do potencial hídrico da planta. Nos meses mais secos essa influência foi menor, como se observa em plantas com comportamento isohídrico, que reduzem a condutância estomática e mantêm potenciais hídricos constantes frente ao aumento da seca ambiental.
I IMAGEM É UMA ALGAROBA PLANTA DE SISTEMA RADICULAR PROFUNDO
PORÉM ELAS PODEM Apresentar maiores taxas de mortalidade por "privação de carbono", em decorrência do seu comportamento isohídrico. 
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RESPOSTA AO DEFICITE HÍDRICO
 Diminuição da área foliar
 Falta de água causa contração celular, afrouxamento de parede e redução no turgor. Isso causa redução na expansão celular e foliar
 Abscisão foliar
 Estimulo na síntese de etileno
 Acentuado crescimento das raízes 
 Fechamento estomático
 ABA: Ácido abscisíco
 LER OU DECORAR
 o etileno promove a dissolução enzimática da parede celular fazendo com que as folhas caiam,
 O déficit hídrico acentua o aprofundamento das raízes no solo úmido Com a redução na expansão foliar, sobra mais fotossintetizados para a parte radicula.
 o ABA INDUZ A A SAIDA DE K+ DAS CELULAS-GUARDA, AUMENTANDO O PH, E CAUSANDO O FECHAMENTO ESTÔMATICO
 
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RESPOSTA AO ESTRESSE HÍDRICO
 Síntese de açúcares protetores
 São agentes protetores durante a desidratação celular principalmente trealose
 Mantém estabilidade das membranas
 Ajuste osmótico
 Aumento no conteúdo de solutos no citosol das células, diminuindo Ψo, para que as células absorva mas água
 Os solutos acumulados são (solutos compatíveis) são: prolina, álcoóis de açúcar (sorbitol e manitol) e amina quaternária (betaína).
 Proteínas Lea (Late embryogenesis abundant)
SINTESE DE AÇUCARES PROTETORES--- SÃO ACUCARES QUE Mantém estabilidade das membranas EVITANDO A FLACIDEZ CELULAR
AS Proteínas Lea (Late embryogenesis ABUNDANT) São hidrofílicas, termoestáveis podendo atuar como seqüestradores de íons;. Agentes de solvatação de membranas e outras proteínas, agindo como verdadeiros protetores dos componentes celulares devido os danos ocasionados pela ausência de água
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RESPOSTA AO DEFICITE HÍDRICO
Folhas de plantas jovens de algodoeiro (Gossypium hirsutum) sofre abscisão em resposta ao estresse hídrico (adaptado,Taiz & Zeiger, 2002) 
AS FOLHAS CAIAM EM RESPOSTA AO ABA (LER QUADRADINHO)
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RESPOSTA AO ESTRESSE HÍDRICO
 Estimula o metabolismo CAM
 Cutícula mais espessa
 Presença de tricomas, cera refletora cuticular.
 Alteração na orientação das folhas 
 EM PLANTAS C3 FACULTATIVAS QUANDO EM CONDIÇÕES DE ESTRESSE PODE VIRAR UMA PLANTA CAM, ESTOMATOS ABRE DE NOITE E FECHA DE DIA
 PARA DIMUIR AS PERDAS POR transpiraçõa CUTICULAR
SO FALAR DO CACTOS E DO OITI– ESTE ULTIMO COM CERA PARA PERDER MENOS AGUA---
 SO FALAR
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 Temperatura foliar alta + déficit hídrico = estresse térmico. 
 Algumas plantas suportam altas taxas de temperatura (C4, CAM), outras tem a fotossíntese afetada (C3)
ESTRESSE POR CHOQUE TERMICOS 
Temperatura foliar alta + déficit hídrico = estresse térmico
Plantas podem sofrer superaquecimento::: grande influxo de energia capaz de ser absorvida combinada com uma perda insuficiente de calor. O efeito do calor depende de sua duração, a regra da dose diz que pouco calor por longo período provoca tanto dano quanto muito calor por curto período. A maior parte dos vegetais não é capaz de sobreviver a uma prolongada exposição a temperaturas maiores que 45ºC. As células e os tecidos que não estão em crescimento ou estão desidratados (como as sementes) podem sobreviver a temperaturas muito mais altas do que os hidratados ou em crescimento ativo. Assim, durante o período mais ativo de crescimento, as plantas são muito sensíveis ao calor. 
 CAM E C4 SÃO MAIS ADAPTADAS AO CALOR, DO QUE C3, POIS A C4 E CAM NÃO SATURAM COM A LUZ. JÁ A C3 TEM A FOTORRESPIRAÇÃO O QUE DIMINUI NA FOTOSSINTESE LÍQUIDA
 IMAGENS C4, CAM, E C3
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 Diminuição da fotossíntese (Fotoinibição)
 Degradação da enzimas 
 Produção de radicais livres oxigênio singleto (Foto-oxidação)
 Diminuição da estabilidade das membranas celulares 
DANOS CAUSADOS POR ESTRESSE TÉRMICO 
ADAPTAÇÕES 
Fonte: http://www.google.com/imgres?imgurl=http://3.bp.blogspot.com
 A CLOROFILA DISSIPA CALOR NO ESTGIO EXCITADO EM FORMA DE FLORESCENCIA. E TAMBÉM PODE CAUSAR DANO NA PROTEINA D1 NO PS2 DIMININDO NA FOTOSSINTESE
 DESNATURAÇÃO DAS ENZIMAS ( NO CASO RUBISCO RESPONSAVEL PELA FIXAÇÃO DE CO2 )
 FOTORRESPIRAÇÃO PODE ACONTECER
 TRICOMAS E CAROTENOIDES PEGMENTOS PROTETORES 
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ESTRESSE POR ALAGAMENTO
 Diminui a disponibilidade de oxigênio:
 Respiração anaeróbica
 Baixa produção de ATP
 Acúmulo de etileno 
Fonte: http://www.google.co/imgres.companoramio/photo
As raízes, em geral, obtêm O2 suficiente para a respiração aeróbica diretamente do espaço gasoso do solo. Mas, num solo inundado, pode haver o bloqueio da difusão do oxigênio na fase gasosa 
DIMINUI A SINTESE DE ATP NA CTE, OCORRENDO A FERMENTAÇÃO--falta de oxigênio faz com que ocorra respiração anaeróbica (fermentação), pouco ATP é produzido (energia insuficiente para os processos metabólicos), além da possibilidade do lactato e etanol serem tóxicos para as células 
 A produção de etileno endógeno que vai estimular o alongamento celular do pecíolo ou entrenós. Os órgãos são estendidos até a superfície da água alcançando o ar para captação de O2. 
 
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 Epnastia= maior crescimento da parte superior causando o curvamento do caule.
 Formação de raízes adventícias 
RESPOSTA DAS PLANTAS A AUSÊNCIA DE O2
Fonte: c356.4shared.com/doc/b-ME6Osg/preview.html
TUDO POR CAUSA DO ETILENO
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 Formação do Aerênquima induzido pelo acúmulo de etileno qual promove a morte das células do cortx
 Formação de pneumatóforos (raízes respiratórias) 
Como algumas plantas sobrevivem em solos alagados?
Fonte: c356.4shared.com/doc/b-ME6Osg/preview.html
TUDO POR CAUSA DO ETILENO
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 Halófitas = nativas de solos salinos
 Tamarix sp, Atriplex sp
 Glicófitas =menos resistentes ao sal que as halófitas
 Milho, cebola, algodão, alface, feijão etc...
 Dois efeitos: osmóticos e iônicos específicos 
 1º Diminui o Ψw
 2º Inibição da atividade de varias enzimas 
ESTRESSE SALINO 
O EXCESSO DE SAL DiminuiA fotossíntese e O crescimento: PQ o excesso de sais degrada a clorofila e há acúmulo de antocianinas. 
O maior problema de alta concentração de sais está na água de irrigação. A evaporação e transpiração removem a água pura do solo e esta perda d’água concentra solutos no solo, podendo prejudicar espécies sensíveis aos sais. EXISTEM PLANTAS COM Ótimo de crescimento em níveis moderados de sal, este ótimo está relacionado com a capacidade das células de acumularem íons no vacúolo, diminuindo a quantidade tóxica no citosol. ESSA PLANTAS SÃO AS 
HALÓFITAS E AS 
glicófitas 􀃆 menos resistentes ao sal que as halófitas. A concentração é limitante quando começam a mostrar sinais de inibição do crescimento, descoloração foliar e perda de peso seco 
 O SAL PODE CAUSAR DOIS EFEITOS SLIDE
 LER SLIDE
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SINTOMAS CAUSADO PELO SAL 
 Pode provocar nanismo e inibição do crescimento da raiz.
 O crescimento das gemas pode ser adiado, os ramos ficam atrofiados e as folhas têm área menor
LER SLIDES 
A FOTO MOSTRA O NANISMO POR CAUSA DA INATIVAÇÃO DE ENZIMAS E A NECROSE E CLOROSE INTENSA POR CAUSA DO ACUMULO DE ANTOCIANINAS 
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ESTRATÉGIA PARA EVITAR O DANO CAUSADO PELO SAL 
 Presença de estrias de caspary na endoderme = restringem o movimento de íons para o xilema via apoplasto. Devem atravessar via simplasto, atravessando a membrana plasmática, onde há seleção
 Presença de glândulas de sal nas folhas de algumas espécies
Atriplex sp (erva-sal)
 LER TOPICO 1 
 PALNTA DE SAL QUE POSSUEM glândulas de sal nas folhas de algumas . A erva-sal (Atriplex nummularia Lindl.) é uma espécie forrageira originária da Austrália, que demonstra grande adaptação a regiões áridas e semi-áridas e está presente em toda a América do Sul, principalmente Argentina, Chile e Brasil (SOUZA et. al., 2004) PLANTA ACUMULA SODIO NOS SEUS TECIDOS 
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ESTRESSE POR CONGELAMENTO E RESFRIAMENTO 
As espécies tropicais e subtropicais são tipicamente suscetíveis ao dano por resfriamento; ( feijão, arroz, tomate, batata-doce etc...)
 “Capacidade de adaptação”
Foto: Marcelo Grucke / VC no ESTV
 Dano por resfriamento provoca crescimento mais lento (diminui a velocidade das reações, diminui a energia disponível, há menor absorção de água e nutrientes, cai a biossíntese e assimilação, afeta o crescimento), as folhas descolorem ou tornam-se lesadas e a folhagem dá impressão de estar encharcada. Se as raízes sofrem o dano, a planta pode murchar. 
 NAS PLANTAS C3 O ESTRESSE É LOGO VISTO PQ ESTAS TEM SUAS ENZIMAS ATIVADA PELA LUZ (EX: RUBISCO) SOFREM ESTRESSE POR CONGELAMENTO
 Capacidade de adaptação DEPENDE DA PLANTA 
 IMAGEM 1 SOJA E 2 CAFÉ – FORMAÇÃO DE CRISTAS DE GELO 
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ESTRESSE POR CONGELAMENTO E RESFRIAMENTO 
 Danos por Congelamento:
 Formação de gelo no apoplasto levando a dessecação
 Formação de gelo no simplasto levando a ruptura da membrana
 Danos por Resfriamento
 Alteração na fluidez da membrana = diminuindo a fotossíntese, transporte de solutos, respiração e a transdução de sinais 
 Pode modificar atividade de muitas enzimas 
 PORQ A AGUA NÃO CHEGA ATÉ O APICE DA PLANTA, OU SEJA NÃO A HIDRATA
 AS CRISTAS DE GELO NO SIMPLASTO ROMPE A MEMBRANA DISPEJANDO TODO O CONTEUDO CELULAR E MATANDO A PLANTA
Alteração das propriedades das membranas: há perda de função das membranas, podendo diminuir o poder de seleção. Também há dano às membranas dos cloroplastos, inibindo a fotossíntese. Há dano às membranas mitocondriais e as taxas respiratórias caem. Também há translocação mais lenta de carboidratos, inibição da síntese protéica e aumento da degradação de proteínas existentes. Perda de solutos devido ao dano no tonoplasto. 
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RESPOSTA AO CONGELAMENTO E RESFRIAMENTO 
 Proteínas anticongelamento
 Síntese de açúcares e outras substâncias induzidas pelo frio
 Evitação do congelamento formando isolantes térmicos por pilosidade ou adensamento
 VER TAIZ, OU LER 
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METODOLOGIA PARA MEDIR O ESTRESSE EM PLANTAS 
ESSES APARELHOS TIPO O IRGA MEDE VARIA VARIAVES COMO CONDUTÂNCIA ESTOMATICA, TAXA FOTOSSINTETICA ETC.. 
 VC PODE ANALISAR O ESTRESSE DE UMA PLANTA SENDO QUE VC CONHEÇA SEU METABOLISMO. POR EXEMPLO: A TEMPERATURA OTIMA PRA A FOTOSSINTESE NUMA PLANTA C3 É DE 20 A 25º, SE TIVER MAIS DE QUE ISSO TA SO ESTRESSE, ALÉM DISSO VC PODE ANALISAR O PONTO DE COMPENSAÇÃO DE CO2 SEJA NAS C3, C4, CONHECENDO ESSES VALORES E ATRAVÉS DESSES APARELHOS
VC PODE DIZER SE A PLANTA SOB ESTRESSE OU NÃO
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Obrigado!!
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