Caracterização dos mecanismos morfofisiológicos e teor de óleo essencial de espécies de Piper em resposta a intensidades de radiação

dc.contributor.advisor1Falqueto, Antelmo Ralph
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0488-7441
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2005727951505420
dc.contributor.authorCerri Neto, Basilio
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-5778-6185
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6972071879062017
dc.contributor.referee1Menezes, Luis Fernando Tavares de
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1854-2441
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4502113593775550
dc.contributor.referee2Dousseau-Arantes, Sara
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-6202-4153
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6966978781439168
dc.contributor.referee3Machado Filho, José Altino
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-7759-2479
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6970783359192931
dc.date.accessioned2024-05-30T00:48:40Z
dc.date.available2024-05-30T00:48:40Z
dc.date.issued2020-02-27
dc.description.abstractSpecies of the genus Piper have economic importance, being used in the food, pharmaceutical and agriculture industries. As a highlight in this genus the black pepper (Piper nigrum L.), which produces the most consumed condiment in the world. Among the environmental factors that influence the development and production of plants, solar radiation stands out, as it induces highly plastic adaptive responses providing adjustment in the growth and in the photosynthetic apparatus and in the metabolism of essential oils. Thus, in order to understand the plasticity of the species of the genus Piper due to different environments of incident solar radiation, the objective of this study was to evaluate changes in growth, essential oil content, photosynthetic pigments, anatomy, in the transient fluorescence of chlorophyll “ a ”and gas exchange in wild species of medicinal importance, found in different environments in the natural condition (Piper tuberculatum Jacq. and Piper arboreum) and the best known pepper cultivar in the world, 'Bragantina' ('Panniyur 1 '). The experiment was carried out with two native species (Piper tuberculatum Jacq. And Piper arboreum Aubl.) And black pepper. Seedlings of native species were obtained via seminal and black pepper, by cutting, being transplanted into 5- liter pots and acclimatized for 30 days in a nursery with 50% of incident solar radiation. After this period, the plants were exposed to different light environments (100% solar radiation or full sun, 50% and 20% radiation, using a black Sombrit® shade screen). After six months, growth, biomass allocation, essential oil content, chlorophyll fluorescence were evaluated using the Handy PEA fluorometer, quantification of photosynthetic pigments, point gas exchange with 1200 μmol photons, and light response curves, in addition to leaf, stem and root anatomy. The data were submitted to analysis of variance and the means grouped by the Scott Knott test (p <0.05). Principal component analysis (PCA) was performed and for the similarity calculation a matrix was obtained using the Euclidean distance and the grouping performed based on the UPGMA method (unweighted pair-group method with arithmetic means). The three species when grown at 100% of incident solar radiation showed greater investment in the root system, increasing the length, volume, number of roots and dry mass. However, those that were grown with low incident solar radiation invested in aerial parts, increasing the leaf area, the length of the stem and the number of leaves. The highest content of essential oil was obtained in the roots of P. nigrum grown at 50% radiation (1.59 g g-1 MS). The cultivation of species with 100% of incident solar radiation caused a reduction in the number of open reduction centers, thus causing an increase in F0, this increase being more evident in P. nigrum. The oxygen evolution complex and the energy connectivity of the components of photosystem II were affected when P. arboreum and P. nigrum grew under high incidence of solar radiation. P. tuberculatum showed higher A / E, Amax, LSP, LCP, collenchyma thickness, number of xylemic vessels in the leaves when cultivated with 100% solar radiation. The 20% and 50% environments influenced the quantum yield (i), xylem length, gs. P. nigrum showed an increase in φ (Io) Amax, in the environment of 20% of incident solar radiation. However, gs, E, RD, stem epidermis thickness and root xylem length and leaf water potential (Ѱw), showed better performance when the plants were kept at 100% radiation. The results of this experiment prove the loss of plasticity of the cultivated species, and improvement studies are recommended to develop more tolerant genotypes for shaded cultivation and establishes that P. tuberculatum can be used as a model of plasticity.
dc.description.resumoEspécies do gênero Piper possuem importância econômica, sendo utilizadas nas indústrias alimentícia, farmacêutica e na agricultura. Como destaque neste gênero está a pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.), que produz o condimento mais consumido em todo o mundo. Dentre os fatores do ambiente que influenciam no desenvolvimento e na produção das plantas, destaca-se a radiação solar, por induzir respostas adaptativas altamente plásticas, proporcionando ajuste no crescimento, no aparato fotossintético e no metabolismo de óleos essenciais. Assim, visando compreender a plasticidade das espécies do gênero Piper em função de diferentes ambientes de radiação solar incidente, objetivou-se com este estudo, avaliar as alterações no crescimento, teor de óleo essencial, pigmentos fotossintéticos, anatomia, na fluorescência transiente da clorofila “a” e nas trocas gasosas em espécies selvagens de importância medicinal, encontradas em ambientes distintos na condição natural (Piper tuberculatum Jacq. e Piper arboreum) e a cultivar de pimenteira do reino mais conhecida em todo o mundo, ‘Bragantina’ (‘Panniyur 1’). O experimento foi conduzido com duas espécies nativas (Piper tuberculatum Jacq. e Piper arboreum Aubl.) e a pimenteira-do-reino. As mudas das espécies nativas foram obtidas via seminal e a da pimenteira-do-reino, por estaquia, sendo transplantas para vasos de 5 litros e aclimadas por 30 dias em viveiro com 50% de radiação solar incidente. Após este período, as plantas foram expostas aos diferentes ambientes de luz (100% de radiação solar ou pleno sol, 50% e 20% de radiação, utilizando-se tela de sombreamento Sombrit® preta). Após seis meses, foram avaliados o crescimento, alocação de biomassa, teor de óleo essencial, fluorescência da clorofila “a” utilizando-se o fluorômetro Handy PEA, quantificação dos pigmentos fotossintéticos, trocas gasosas pontuais com 1200 μmol fótons, e as curvas de resposta à luz, além da anatomia foliar, caulinar e radicular. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias agrupadas pelo teste de Scott Knott (p < 0,05). Foi realizada análise de componentes principais (PCA) e para o cálculo de similaridade foi obtida uma matriz, utilizando-se a distância euclidiana e o agrupamento realizado com base no método de UPGMA (unweighted pair-group method with arithmetic means). As três espécies, quando cultivadas a 100% de radiação solar incidente, apresentaram maior investimento no sistema radicular, aumentando o comprimento, volume, número de raízes e massa seca. Entretanto, as que foram crescidas com baixa radiação solar incidente investiram em parte aérea, aumentando a área foliar, o comprimento do caule e o número de folhas. O maior teor de óleo essencial foi obtido nas raízes de P. nigrum cultivadas a 50% de radiação (1.59 g g-1 MS). O cultivo das espécies com 100% de radiação solar incidente causou uma redução na quantidade de centros de redução abertos, resultando, assim, em um aumento em F0, sendo esse aumento mais evidente em P. nigrum. O complexo de evolução do oxigênio e a conectividade energética dos componentes do fotossistema II foram afetados quando P. arboreum e P. nigrum cresceram sob alta incidência de radiação solar. P. tuberculatum apresentou maior A/E, Amax, LSP, LCP, espessura do colênquima e número de vasos xilemáticos nas folhas quando cultivada com 100% de radiação solar. Os ambientes de 20% e 50% influenciaram o rendimento quântico (i), o comprimento do xilema e gs. P. nigrum apresentou incremento em φ(Io) Amax no ambiente de 20% de radiação solar incidente. Contudo, gs, E, RD, espessura da epiderme do caule, o comprimento do xilema radicular e o potencial hídrico foliar (Ѱw) apresentaram melhor desempenho quando as plantas foram mantidas a 100% de radiação. Os resultados deste experimento comprovam a perda da plasticidade da espécie cultivada, sendo recomendado estudos de melhoramento para desenvolver genótipos mais tolerantes para o cultivo sombreado e estabelecem que a P. tuberculatum pode ser utilizada como modelo de plasticidade.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/13822
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.subjectPlasticidade fenotípica
dc.subjectplasticidade fotossintética
dc.subjectfluorescência da clorofila “a”
dc.subjectfotossíntese
dc.subjecteficiência do uso da água
dc.subjectxilema
dc.subjectPiper nigrum L.
dc.subjectPiper tuberculatum Jacq.
dc.subjectPiper arboreum Aub
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.titleCaracterização dos mecanismos morfofisiológicos e teor de óleo essencial de espécies de Piper em resposta a intensidades de radiação
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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