Efeito do Etileno na Abcisão Foliar Trabalho nº4 Daniela Costa e Sousa Filipa França de Barros Luís Manuel M. V. L. Tavares Marta Filipa P. M. Gonçalves Fisiologia Vegetal Licenciatura em Bioquímica Com a orientação das docentes: Paula Melo Fernanda Fidalgo 11-12 Este trabalho tem o objetivo de estudar as consequências das alterações da quantidade de etileno que atuam ao nível da abcisão foliar de uma planta, relacionando a ação desta hormona com outra também muito influente neste processo, as auxinas.
Introdução Por altura do Outono, a alteração de determinadas condições, nomeadamente a diminuição de luz, leva a que a taxa de fotossíntese diminua significativamente, ou seja, a planta armazena menor quantidade de energia. Esta condição induz nas plantas um processo de defesa, que se repercute na diminuição de gastos de energia. Para isso, a planta tende a desenvolver mecanismos para provocar a queda das folhas, pois tem assim menos constituintes para alimentar e onde gastar as reservas nutricionais originárias da fotossíntese. Para este efeito, a planta sofre uma regulação hormonal, que irá controlar o processo de abcisão foliar, na qual intervêm dois tipos de hormonas vegetais essenciais: o etileno e as auxinas. O etileno é uma fito hormona produzida pelas plantas superiores. Usualmente, as regiões meristemáticas e nodais são as mais ativas na biossíntese de etileno, a qual aumenta durante a abcisão foliar e a sinescência floral, bem como durante o amadurecimento dos frutos. Este, sendo um gás, liberta-se do tecido, difunde-se na fase gasosa através dos espaços intercelulares e para o exterior do tecido. É biologicamente ativo em concentrações muito baixas e a sua síntese é estimulada por vários factores, incluindo o estado de desenvolvimento, as condições ambientais e outras fito hormonas. As auxinas são outro tipo de fito hormonas envolvidas na abcisão foliar. As variações de concentração desta fito-hormona têm um papel importante na produção do etileno, pelo que as duas mantêm uma estreita relação. Uma teoria que diz respeito ao controlo da abcisão foi proposta por Reid em 1995 e dá um papel importante ao gradiente da auxina que se estabelece entre o limbo e o caule. Defende que no controlo hormonal da abcisão se podem distinguir três fases sequenciais: Quando ainda não houve sinal para se iniciar a abcisão, as folhas produzem auxinas, que são enviadas para o caule, estabelecendo-se um gradiente de auxina; nesta fase, quando os níveis de auxina são elevados, as células da zona de abcisao estão insensíveis ao etileno. Seguidamente há uma redução nos níveis de auxina e aumento da produção do etileno, as células da zona de abcisão tornam-se sensíveis ao etileno. Numa terceira fase, as células sensibilizadas da zona de abcisão vão produzir as enzimas que degradam a parede celular, levando a abcisão. O objetivo deste trabalho foi a análise da influência destas hormonas e de outras substâncias análogas ou suas inibidoras no processo de abcisão foliar. Luís Tavares; Marta Gonçalves Página 1 de 7
Material e métodos Reagentes: NAA (ácido naftalenoacético) 1% em lanolina previamente aquecida; Ciclo-heximida 1 µg/ml em lanolina previamente aquecida; Agar 3% (p/v); Tampão fosfato,5 M ph 7,5; Ethrel (ácido 2-cloroetil-fosfónico) 1 mg/dm 3 ; Tiossulfato de prata (,1M). Execução laboratorial: 1. Selecionaram-se segmentos de folhas de Jacaranda sp. com 4 pares de pínulas. Destacaram-se os 2 pares de pínulas mais basais e removeu-se 1/3 do limbo das restantes pínulas. 2. Colocaram-se 6 explantes em cada caixa de Petri, à qual foi removida uma porção de agar e efetuaram-se os tratamentos a seguir descritos (A-F): A - Sem tratamento. B - NAA 1% em lanolina diretamente sobre a zona de abcisão. C Antes de se terem colocado os explantes, a parte da placa sem agar foi forrada com papel de filtro. Deitou-se 1 ml da solução de Ethrel sobre o papel de filtro. Adicionouse 1 ml de tampão fosfato,5 M ph7,5 e colocaram-se, então, os explantes no agar. Vedou-se imediatamente a placa com parafilme. D Aplicou-se ciclo-heximida em lanolina sobre a zona de abcisão. E Aplicou-se ciclo-heximida em lanolina sobre a zona de abcisão, e Ethrel + tampão fosfato na placa (como em C). F Como em A, mas os explantes usados foram previamente mergulhados na solução de tiossulfato de prata (durante cerca de -6 min., na obscuridade). 3. Colocaram-se as placas de Petri na obscuridade, à temperatura ambiente. Luís Tavares; Marta Gonçalves Página 2 de 7
Resultados Após a preparação da experiência, contabilizou-se diariamente o número total de pínulas caídas até ao momento da observação, para cada placa individualmente, ao longo de 7 dias. 1 2 3 14 4 28 5 84 6 1 7 1 Placa A 1 9 8 7 6 5 1 Figura 1. Tabela e gráfico correspondentes aos resultados da Placa A. 1 2 3 4 5, 5 14, 6 28, 7 42, Placa B 5 45 35 25 15 1 5 Figura 2. Tabela e gráfico correspondentes aos resultados da Placa B. Luís Tavares; Marta Gonçalves Página 3 de 7
1 2 5 3 75, 4 83, 5 1, 6 1, 7 1, Placa C 1 9 8 7 6 5 1 Figura 3. Tabela e gráfico correspondentes aos resultados da Placa C. 1 2 3 5, 4 17, 5 28 6 5 7 5, Placa D 5 1 Figura 4. Tabela e gráfico correspondentes aos resultados da Placa D. 1 2 3 42, 4 5, 5 56, 6 75, 7 1, Placa E 1 9 8 7 6 5 1 Figura 5. Tabela e gráfico correspondentes aos resultados da Placa E. Luís Tavares; Marta Gonçalves Página 4 de 7
1 2 3 17, 4 19, 5 22 6 25 7 5 Placa F 5 45 35 25 15 1 5 Figura 6. Tabela e gráfico correspondentes aos resultados da Placa F. Abcisão Foliar 1 9 8 7 6 5 Placa A Placa B Placa C Placa D Placa E Placa F 1 Gráfico 1. Resultados da abcisão foliar em plantas de Jacaranda sp. Luís Tavares; Marta Gonçalves Página 5 de 7
Discussão Esta experiência foi programada para a duração de sete dias. Para que se obtivesse resultados favoráveis, no espaço de tempo em causa, retirou-se a cada pínula cerca de 1/3 do limbo, para que a quantidade de auxina que atingisse o pecíolo fosse reduzida. Esta remoção foi interpretada pela planta como um trauma, levando a que a produção de etileno fosse aumentada mais rapidamente, de modo a eliminar as folhas sem utilidade. Também se manteve as plantas em condições de pouca luminosidade para simular a situação real da época característica para a abscisão foliar, o Outono. Estes dois fatores em conjunto foram condicionantes no sentido de se acelerar o processo de abcisão foliar na experiência. Na placa A (controlo) a abcisão deu-se completamente uma vez que, por um lado, não houve um aporte de nutrientes às pínulas, já que não estavam ligadas à planta mãe; por outro lado, a remoção de um terço do limbo das folhas fez com que a produção de auxinas fosse minimizada, actuando com mais intensidade o etileno (que também foi estimulado pelo trauma) no pecíolo das folhas, levando à sua queda. Na placa B a abcisão foi atrasada pela presença do NAA. O NAA, sendo uma auxina, inibiu o efeito do etileno no pecíolo das folhas (caso contrário, este levaria à queda da folha), sendo esta a placa com a menor taxa de abcisão no intervalo de tempo considerado. O NAA foi mantido em contacto com o pecíolo graças à lanolina. A placa C foi tratada com Ethrel. Este, ao ser metabolizado pela planta, foi convertido em etileno, acelerando a queda foliar. Esta foi a placa que perdeu as folhas mais rapidamente, por esta razão. (O tampão fosfato adicionado cria o ph adequado para a entrada do ethrel na planta). Na placa D, o pecíolo das plantas foi tratado com cicloheximida, um inibidor da biossíntese de proteínas hidrolíticas. Apesar do pecíolo da planta ter estado sobre o efeito do etileno, a cicloheximida impediu que as proteínas que o degradam fossem produzidas, atrasando o processo de abcisão. Na placa E foram administrados a cicloheximida e o ethrel, que têm funções diferentes (o ethrel ajuda ao processo de abcisão e a cicloheximida atrasa-o). Como se pode ver pelo gráfico 1, a abcisão deu-se completamente, pelo que se pode concluir que a acção do ethrel na abcisão foliar é significativamente mais importante do que da cicloheximida. No entanto, note-se que até ao terceiro dia, a abcisão deu-se mais rapidamente do que nos restantes. Isto é explicado por o ethrel ser absorvido mais rapidamente, actuando primeiro. A cicloheximida, absorvida mais lentamente, vai actuar posteriormente, notando-se o seu efeito mais tarde. (Mais uma vez, o tampão fosfato apenas criou as condições certas para a assimilação do ethrel pela planta). Na placa F, as plantas foram mergulhadas numa solução de tiossulfato de prata durante um período de tempo curto e na obscuridade. O tiossulfato de prata é um inibidor do etileno, pelo que a taxa de queda das folhas nesta placa foi baixa, não chegando a 1% de abcisão no período considerado. Luís Tavares; Marta Gonçalves Página 6 de 7
Bibliografia Taiz, L. and Zeiger, E. 1. Plant Physiology, Fifth Edition. Sinauer Associates Melo P., Fidalgo F., 11/12. Fisiologia Vegetal Guia dos Trabalhos Práticos. Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Luís Tavares; Marta Gonçalves Página 7 de 7