Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/325041
Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Embolismo em plantas = novas técnicas de medição e a relação com a lignificação do xilema = Plant embolism: new techniques of measurements and the relationship with the xylem lignification
Title Alternative: Plant embolism : new techniques of measurements and the relationship with the xylem lignification
Author: Pereira, Luciano, 1981-
Advisor: Mazzafera, Paulo, 1961-
Abstract: Resumo: A formação de bolhas - embolia - nos conduítes do xilema tem ganho crescente interesse científico, considerando sua importância nas estratégias de plantas na resistência à seca. No entanto, continua a ser desconhecida a forma como os componentes químicos das paredes dos conduítes estão relacionados com a resistência à embolia. A lignina, o segundo composto mais abundante nas plantas depois da celulose, é essencial para o transporte de água e deve ter algum papel na resistência à embolia. A essência do presente trabalho foi criar condições (estabelecer métodos) e apontar evidências de que o conteúdo e/ou tipos de lignina estão relacionados com a resistência à embolia. A estimativa correta da embolia tem sido um desafio, principalmente devido à alta tensão nos conduítes e às estruturas microscópicas ou nanoscópicas do sistema de transporte de água, além dos artefatos em que os métodos disponíveis estão propensos. Assim, nos capítulos 1 e 2 são apresentados novos métodos e aparatos para se estudar o sistema hidráulico de plantas, procurando principalmente eliminar os artefatos que os métodos disponíveis possuem. No capítulo 1: "A low cost apparatus for measuring the xylem hydraulic conductance in plants", publicado em Bragantia, foi descrita a montagem de um aparato e a sua calibração, bem como adaptações de baixo custo que tornam o equipamento acessível. O aparato permite medir a condutância em partes de raízes ou ramos, ou em todo o sistema, no caso de pequenas plantas ou mudas. O aparato também pode ser utilizado para se estimar embolia. No capítulo 2: "Plant pneumatics: stem air flow is related to embolism ¿ new perspectives on methods in plant hydraulics", publicado em New Phytologist, nós descrevemos um novo método para se estimar embolia, baseado em medições de fluxo de ar de ramos inteiros. Para calcular a quantidade de ar que flui para fora do ramo, um vácuo é aplicado aos ramos cortados, que são submetidos à diferentes potenciais hídricos. Propusemos um novo método para se estimar embolia, que é simples, eficaz, rápido e barato e permite várias medições no mesmo ramo, abrindo novas possibilidades para se estudar hidráulica de plantas. No capítulo 3: "Is embolism resistance in plant xylem associated with quantity and characteristics of lignin?", nós sugerimos que há relação entre conteúdo de lignina na madeira e resistência ao embolismo. Para chegar a isto, reunimos dados de conteúdo total de lignina na madeira e potencial de água em que 50% da condutividade no xilema de 99 espécies. Essas análises indicam uma relação limítrofe entre a resistência à embolia e o conteúdo de lignina. Nossas conclusões são que espécies com baixo conteúdo de lignina parecem ser mais vulneráveis à embolia, ao passo que espécies com maior conteúdo demonstram grande variabilidade de resistência. A lignina pode desempenhar algum papel indireto na resistência à embolia, uma vez que o maior conteúdo total de lignina está relacionado com paredes celulares mais espessas. Discutimos também neste capítulo, funções de diferentes tipos de lignina, diferenciando gimnospermas e angiospermas, e o desempenho de plantas transgênicas (com teor de lignina modificado) e sua relação com a vulnerabilidade à embolia. Os aparatos e os métodos aqui descritos, além das análises dos dados de literatura, permitirão futuros estudos experimentais para confirmar os modelos sobre lignina e embolia aqui propostos

Abstract: Embolism formation in the xylem conduits has gained increased interest, considering its importance on the strategies of drought resistance in plants. However, remains unknown how the chemical components of conduits wall are related to embolism resistance. The lignin, the second most abundant compound of the plants, is essential to water transport and must have some role in the embolism resistance. The main objective of the present work was to evaluate whether content and/or types of lignin are related to embolism resistance. However, the correct estimative o embolism has been a challenge, mainly due to the high tension in xylem conduits and the microscopic or nanoscopic structures of water transport system, and the available methods are prone to several artifacts. Thus, in the chapter 1 and 2 we developed apparatus and methods as alternatives to study plant hydraulics. In the chapter 1: "A low cost apparatus for measuring the xylem hydraulic conductance in plants" we described the assembling of an apparatus and its calibration, as well as low cost adaptations that make the equipment accessible. The apparatus allows measuring the conductance in parts of roots or shoots, or in the whole system, in the case of small plants or seedlings. The apparatus can also be used to estimate embolism formation. In the chapter 2: "Plant pneumatics: stem air flow is related to embolism ¿ new perspectives on methods in plant hydraulics", we describe a new method for estimating estimate embolisms that is based on air flow measurements of entire branches. To calculate the amount of air flowing out of the branch, a vacuum was applied to the cut bases of branches under different water potentials. We proposed a new embolism-measurement method that is simple, effective, rapid, and inexpensive and allows several measurements on the same branch, opening new possibilities to study plant hydraulic. In the chapter 3: "Is embolism resistance in plant xylem associated with more, less, or different types of lignin?", we suggest, based on data available for lignin content and ?50 (the water potential when 50% of conductivity in the xylem is lost), a boundary relationship between embolism resistance and lignin content across various groups of seed plants. Species with low lignin content seem to be more vulnerable to embolism, whereas species with higher content show wide variability in embolism resistance. Lignin content may play some indirect role in the embolism resistance, since higher total lignin content is related to thicker cell walls. We also discuss several possible functions of lignin with different composition between gymnosperms and angiosperms and the performance of transgenic plants with modified lignin content and composition regarding vulnerability to embolism. The apparatus and methods here described and the analysis from literature data will allow further experimental studies to confirm the models of lignin and embolism here proposed
Subject: Plantas - Tolerância à seca
Cavitação
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Pereira_Luciano_D.pdf4.56 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.