Transporte no xilema e dinâmica de água na planta

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO PÓLO AVANÇADO DE XERÉM GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA CURSO FISIOLOGIA VEGETAL(XBT355) TURMA 2015/2 Transporte no xilema e dinâmica de água na planta Prof. Dr. Silas Pessini Rodrigues

2 Água: um dos principais componentes das células 80-90% da massa dos tecidos vegetais em crescimento; Vegetais comuns 85-95%; Madeira 35-75%; Sementes 5-15%. vacúolo

3 Água: recurso mais abundantes e o mais limitante para produtividade Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3 rd Ed. ISBN: X.

4 Conteúdo da aula: 1) Características da água; 2) Movimento da água; 3) Dinâmica de água no solo; 4) Vias de absorção de água na raíz; 5) Transporte de água no xilema; 6) Controle da perda de água.

5 Características da água: 1) Forma pontes de hidrogênio Adaptado: Lehninger, A.L., Nelson, D.L., Cox, M.M. (2004) Principles of Biochemistry. W H Freeman & Co. ISBN 10: /

6 Características da água: 2) Efeito hidrofóbico Adaptado: Lehninger, A.L., Nelson, D.L., Cox, M.M. (2004) Principles of Biochemistry. W H Freeman & Co. ISBN 10: /

7 Características da água: 3) Solvente forte para solutos iônicos/polares Adaptado: Lehninger, A.L., Nelson, D.L., Cox, M.M. (2004) Principles of Biochemistry. W H Freeman & Co. ISBN 10: /

8 Movimento da água: Potencial hídrico potencial hídrico (Ψw) energia potencial da água Ψw = Ψs + Ψp + Ψg Ψs = potencial de soluto ( [S] Ψw) Ψp = potencial de pressão Ψg = potencial de gravidade Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X. Lehninger, A.L., Nelson, D.L., Cox, M.M. (2004) Principles of Biochemistry. W H Freeman & Co. ISBN 10: /

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10 Movimento da água: mecanismos Fluxo de massa: a favor de um gradiente de pressão Difusão: a favor de um gradiente de concentração Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X. Adaptado: Lehninger, A.L., Nelson, D.L., Cox, M.M. (2004) Principles of Biochemistry. W H Freeman & Co. ISBN 10: /

11 Dinâmica de água no solo: características do solo Capacidade de campo: capacidade de retenção de água Potencial mátrico (Ψm): potencial hídrico do solo

12 Dinâmica de água no solo: Interação superficial com as raízes Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

13 Vias de absorção de água na raíz 1) Simplástica 2) Transmembrana 3) Apoplástica Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

14 Vias de absorção de água na raíz: via simplástica Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

15 Vias de absorção de água na raíz: via transmembrana Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X. Maurel, C. et al., The cellular dynamics of plant aquaporin expression and functions. Curr Opin Plant Biol. 12 (6), 690-8, 2009.

16 Vias de absorção de água na raíz suberina 1) Simplástica 2) Transmembrana 3) Apoplástica Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

17 Transporte de água no xilema: células de condução de água Adaptado: Raven, P.H., Evert, R.F., Eichhorn, E.S. (1996) Biologia Vegetal. 5ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan.

18 Transporte de água no xilema: Teoria da coesão-tensão Adesão: água/celulose Coesão: água/água Cavitação/embolia: formação de bolhas Richter H. The cohesion theory debate continues: the pitfalls of cryobiology. Trends Plant Sci Oct;6(10):

19 Transporte de água no xilema: A malha de água suporta a pressão? Árvores ~ 3 MPa 3 MPa Ameglio, T., Cruiziat, P., and Bodet, C. (1994) A pressure chamber to reduce and control embolism in situ: consequence on the sap flow. Plant Sciences, Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

20 Transporte de água no xilema: proteção contra cavitação Toro: presentes em algumas espécies de coníferas Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

21 Transporte de água no xilema: Nervação distribui água para todas as células Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

22 Trajetória da água na folha: evaporação aumenta tensão no xilema Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

23 Trajetória da água na folha: Controle da perda de água ~5% pela cutícula Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

24 Trajetória da água na folha: Controle estomático Adaptado: Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X.

25 Resumo: dinâmica de água nas plantas Taiz, L. & Zeiger, E. (2006). Plant Physiology. Sinauer Assoc Editor. 3rd Ed. ISBN: X. Adaptado: Transpiração Teoria coesão-tensão Simplástica Apoplástica Transmembrana

26 Avaliação - Seminários Cada tema será apresentado em dupla. Os alunos presentes na aula do dia 28 de outubro poderão escolher as duplas. Os ausentes serão agrupados pelo professor, por ordem de chamada; Cada dupla terá 30 min para apresentação do tema. Os dois alunos devem participar; Os seminários deverão ser apresentados em formato powerpoint. Os slides devem conter as referências; A pesquisa dentro de cada tema é livre. As referências base são o livro de fisiologia e as revistas The Plant Cell, Plant Journal, Journal of Experimental Botany, Current Oppinion in Plant Biology e Trends in Plant Science

27 Os seminários serão apresentados nos dia 11 e 18 de novembro, de hrs A ordem de apresentação obedecerá a ordem da lista de temas; Os alunos deverão entregar a estrutura do seminário em tópicos, contemplando os pontos descritos no ítem anterior. Este documento não deverá ultrapassar uma página, e deverá ser o por para o professor, nas seguintes datas: Até 4 de novembro para os grupos que apresentam no dia 11/nov e Até 11 de novembro - para os grupos que apresentam no 18/nov A pontuação do seminário (total 10 pontos) será assim distribuída: Entrega da estrutura do seminário: 2,0 (esta pontuação só é válida se o aluno apresentar o seminário) Conteúdo: 3,0 *Apresentação: 3,0 *Preparação dos slides: 2,0 *Apenas estas notas serão específicas por aluno. Orientação por srodrigues@xerem.ufrj.br ou no dia 12 de novembro, no NUMPEX-BIO, de 8-16 hrs.

28 Apresentações de terça-feira, 11 de Novembro 1 Respostas de plantas ao ataque de insetos herbívoros Grupo Maysa, Raquel, Daniele Aredes 2 Respostas de plantas a estresses biótico (infecção por vírus, fungos, etc.) Grupo Márcia, Mariana e Yago 3 Nutrição mineral Grupo Ana Carollina Veloso, Cássia, Natália Quintana 4 Metabólitos secundários em plantas Grupo Thaissa, Fernanda e Gabriela 5 Peptídeos antimicrobianos provenientes de plantas Grupo Deusiane, Aghata e Gabrielle Coelho 6 - Alelopatia Grupo Jamile e Juliana Apresentações de terça-feira, 18 de Novembro 1- Respostas de plantas a estresse abiótico (seca, salinidade, etc.) Grupo Maiara, Marcela Guimarães, Nathalia Guimarães 2- Sementes oleaginosas Grupo Maria Fernanda, Ana Caroline e Dandara 3 Via do RNA de interferência Grupo João, Werner e Viviane 4 Plantas invasoras Grupo Marco, Marcella e Carolline 5 - Comunicação entre plantas Grupo Daniella Paiva, Amanda e Ayra