Silício como agente mitigador de estresse em Aechmea blanchetiana (Bromeliaceae) in vitro: uma abordagem anatômica e fisiológica

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dc.contributor.advisor1Falqueto, Antelmo Ralph
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3146-1873
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2005727951505420
dc.contributor.authorCipriano, Rosiane
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-7107-8719
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0581750873053060
dc.contributor.referee1Otoni, Wagner Campos
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9614-9373
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6132560404570245
dc.contributor.referee2Silva, Diolina Moura
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/000000033885280X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0341541450627705
dc.contributor.referee3Milanez, Camilla Rozindo Dias
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-9516-2031
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1288447995978779
dc.contributor.referee4Braga, Eugenia Jacira Bolacel
dc.date.accessioned2024-05-30T00:54:28Z
dc.date.available2024-05-30T00:54:28Z
dc.date.issued2022-06-26
dc.description.abstractPlants are exposed to frequent sources of abiotic stresses such as high salinity and trace elements, including cadmium (Cd). The use of silicon (Si) is an alternative that can alleviate the deleterious effects of these stresses. The first manuscript (chapter 1) aimed to analyze the influence of different sources and concentrations of Si on anatomical responses and on the effective photochemical activity of photosystem II (PSII) in Aechmea blanchetiana plants under in vitro conditions. The second manuscript (chapter 2) evaluated the effect of saline stress in vitro and the mitigating potential of Si in A. blanchetiana plants. The third manuscript (chapter 3) investigated the anatomical and physiological modulations of A. blanchetiana exposed to Cd in vitro and co-exposure to Cd and Si. In the first experiment lateral shoots of plants previously established in vitro were transferred to culture medium. Media without Si were used as a control. The treatments consisted of calcium silicate (CaSiO3), potassium silicate (K2O3Si) and magnesium silicate (MgO3Si) in three concentrations (8, 16, 32 μM). After 45 days of cultivation, anatomical and physiological analyzes were performed. The study proved that Si increased xylem vessel diameter, phloem area and plant growth. Among the Si sources tested, CaSiO3 was the one that presented the greatest contribution to increase the effective functioning of PSII and plant growth. In the second experiment, plants already established in vitro were transferred to a culture medium with 0 or 14 µM of Si (CaSiO3). After 30 days of growth, stationary liquid medium containing different concentrations of NaCl (0, 100, 200 or 300 µM) was added to the flasks. After 45 days, anatomical and physiological analyzes were performed. Plants grown with excess NaCl showed a reduction in the effective photochemical quantum yield of PSII and an increase in the non-photochemical dissipation of fluorescence. Plants in the presence of Si had an increase in the content of photosynthetic pigments, in the activity of enzymes of the antioxidant system and in the coefficient of photochemical fluorescence dissipation (qP). Anatomical, physiological and biochemical responses induced by Si had a mitigating effect of saline stress in A. blanchetiana cultivated in vitro. In the third experiment, plants previously established in vitro were transferred to a culture medium with 0 or 14 μM of Si. After 30 days of growth, stationary liquid MS medium containing increasing concentrations of Cd (0, 50, 100 or 200 μM) was added to the containers. After 45 days, anatomical and physiological analyzes were performed. Plants grown with Si showed a thinner exoderm, decreased concentration of Chl a/b and higher total Chl/Car ratio. Cd induced damage to the oxygen-evolution complex (WK) and altered the quantum yield of nonregulated energy dissipation (ΦNO). In the presence of Si there was an increase in the photochemical activity of PSII and electron transport, even when the plants were exposed to Cd. Anatomical and physiological responses induced by Si were effective in easing the stress of A. blanchetiana plants grown in vitro with Cd.
dc.description.resumoAs plantas estão expostas a frequentes fontes de estresses abióticos como pela alta salinidade e por elementos-traço, dentre eles o cádmio (Cd). A utilização do silício (Si) é uma alternativa que pode amenizar os efeitos deletérios desses estresses. O primeiro manuscrito (capítulo 1) teve como objetivo analisar a influência de diferentes fontes e concentrações de Si em respostas anatômicas e na atividade fotoquímica efetiva do fotossistema II (FSII) em plantas de Aechmea blanchetiana em condições in vitro. O segundo manuscrito (capítulo 2) avaliou o efeito do estresse salino in vitro e o potencial amenizador do Si em plantas de A. blanchetiana. O terceiro manuscrito (capítulo 3) investigou as modulações anatômicas e fisiológicas de A. blanchetiana expostas ao Cd in vitro e a co-exposição ao Cd e Si. No primeiro experimento brotos laterais de plantas previamente estabelecidas in vitro foram transferidos para meio de cultura. Meios sem Si foram usados como controle. Os tratamentos consistiram em silicato de cálcio (CaSiO3), silicato de potássio (K2O3Si) e silicato de magnésio (MgO3Si) em três concentrações (8, 16, 32 μM). Após 45 dias de cultivo foram realizadas análises anatômicas e fisiológicas. O estudo comprovou que o Si aumentou o diâmetro dos vasos do xilema, área do floema e crescimento das plantas. Dentre as fontes de Si testadas, o CaSiO3 foi o que apresentou maior contribuição para o aumento do funcionamento efetivo do FSII e do crescimento das plantas. No segundo experimento, plantas já estabelecidas in vitro foram transferidas para meio de cultura com 0 ou 14 µM de Si (CaSiO3). Após 30 dias de crescimento foram acrescentados nos frascos meio líquido estacionário contendo diferentes concentrações de NaCl (0, 100, 200 ou 300 µM). Após 45 dias foram realizadas análises anatômicas e fisiológicas. Plantas cultivadas com excesso de NaCl apresentaram redução do rendimento quântico fotoquímico efetivo do FSII e aumento da dissipação nãofotoquímica de fluorescência. Plantas em presença de Si tiveram aumento do conteúdo de pigmentos fotossintéticos, da atividade de enzimas do sistema antioxidante e do coeficiente de dissipação fotoquímica de fluorescência (qP). Respostas anatômicas, fisiológicas e bioquímicas induzidas pelo Si tiveram efeito amenizador do estresse salino em A. blanchetiana cultivadas in vitro. No terceiro experimento, plantas previamente estabelecidas in vitro foram transferidas para meio de cultura com 0 ou 14 μM de Si. Após 30 dias de crescimento, foram adicionados aos recipientes meio MS líquido estacionário contendo concentrações crescentes de Cd (0, 50, 100 ou 200 μM). Após 45 dias, foram realizadas análises anatômicas e fisiológicas. Plantas cultivadas com Si mostraram uma exoderme mais fina, diminuição na concentração de Chl a/b e aumento de Chl total/Car. O Cd induziu danos ao complexo de evolução do oxigênio (WK) e alterou o rendimento quântico da dissipação de energia não regulada (ΦNO). Na presença de Si houve aumento da atividade fotoquímica do FSII e transporte de elétrons, mesmo quando as plantas foram expostas ao Cd. Respostas anatômicas e fisiológicas induzidas pelo Si foram eficazes em aliviar o estresse das plantas de A. blanchetiana crescidas in vitro com Cd.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16329
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado 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.subjectAnatomia vegetal
dc.subjectCádmio
dc.subjectFluorescência da clorofila a
dc.subjectFluorescência modulada
dc.subjectSalinidade
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.titleSilício como agente mitigador de estresse em Aechmea blanchetiana (Bromeliaceae) in vitro: uma abordagem anatômica e fisiológica
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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