Efeito da variação hídrica na fisiologia de Guapira opposita (Vell.) Reitz (Nyctaginaceae)

Abstract

As mudanças climáticas estão ocorrendo e causando efeitos catastróficos para a maioria dos seres vivos. As plantas, como organismos sésseis, estão sujeitas diariamente às mudanças nas condições abióticas, muitas vezes estressantes para o seu desenvolvimento e sobrevivência. É notório que as mudanças climáticas intensificarão a intensidade e duração de vários estresses ambientais, como a seca. A falta de água causa alterações nos processos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos nas plantas. Existem espécies vegetais que conseguem tolerar o déficit hídrico, regulando principalmente o metabolismo e ativando o aparato de defesa antioxidante. Guapira opposita é uma planta amplamente distribuída nas regiões brasileiras, sobrevivendo em diferentes ecossistemas. Além disso, exerce um papel de facilitadora na restinga, auxiliando o estabelecimento de outras plantas ao seu redor. Vários estudos demostram o papel importante da G. opposita nos diversos ecossistemas em que está inserida. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi contribuir para o conhecimento da fisiologia de G. opposita e analisar seu potencial de tolerância diante do déficit hídrico. Para isso, avaliamos os parâmetros de porcentagem de água no solo, biomassa, fluorescência da clorofila a, pigmentos fotossintetizantes e poliaminas em plantas de G. opposita com irrigação normal e plantas com déficit hídrico. Os resultados foram submetidos ao teste T de Student (p<0,05). A porcentagem de água no solo manteve-se menor no tratamento 4x. Houve redução da massa seca total das folhas e raízes no tratamento 4x, mas essa diferença não foi observada na fluorescência da clorofila a. Foi observado aumento significativo nos carotenoides, clorofilas e na poliamina espermidina em resposta ao tratamento de déficit hídrico. Os resultados podem indicar que o aumento da espermidina e dos carotenoides atuaram como antioxidantes, eliminado espécies reativas de oxigênio e protegendo a degradação das clorofilas. Dessa forma, houve uma proteção contra danos oxidativos no fotossistema II e provavelmente a integridade do aparato fotossintético foi mantida, melhorando a tolerância à seca de plantas de G. opposita. De maneira geral, nossos resultados sugerem que G. opposita é capaz de tolerar o tratamento de déficit hídrico aplicado neste experimento. Salientamos a importância que G opposita desempenha na conservação e sustentação da diversidade dos ecossistemas que ela habita. Assim, mais estudos devem ser conduzidos para analisar seu comportamento frente a outros estresses ambientais.

Abstract: Climate change is forecast for the coming years, with catastrophic effects for the majority of living organisms. Plants, as sessile organisms, are subjected daily to changes in abiotic factors, often becoming stressful for their development and survival. It is well recognized that climate change will exacerbate the intensity and duration of various environmental stresses, such as drought. Water deficit induces alterations in morphological, physiological, and biochemical processes in plants. Certain plant species can tolerate water deficit by primarily regulating metabolism and activating the antioxidant defense system. Guapira opposita is a widely distributed plant in Brazilian regions, thriving in diverse ecosystems. Additionally, it is considered a nurse plant in the restinga, helping the establishment of other plants nearby. Several studies demonstrate the importance of G. opposita in the maintenance of the ecosystems it inhabits. The objective of this study was to contribute to the understanding of G. opposita physiology and assess its potential to tolerate water deficit conditions. To achieve this, we evaluated parameters including soil water percentage, biomass, chlorophyll a fluorescence, photosynthetic pigments, and polyamines in G. opposita plants under normal irrigation and plants under water deficit conditions. The results were subjected to Student's t-test (p<0.05). The soil water percentage remained lower in the 4x treatment. There was a reduction in total dry mass of leaves and roots in the 4x treatment, although this difference was not observed in chlorophyll a fluorescence. A significant increase in carotenoids, chlorophylls, and polyamines was observed under water deficit treatment. The results may indicate that the increase in spermidine and carotenoids acted on the antioxidant system, eliminating ROS and protecting against chlorophyll degradation. Consequently, there was protection against oxidative damage to PSII, likely maintaining the integrity of the photosynthetic apparatus, thereby enhancing drought tolerance in G. opposita plants. Overall, our findings suggest that G. opposita is capable of tolerating the water deficit treatment applied in this experiment. We emphasize the crucial role that G. opposita plays in conserving and supporting the diversity of ecosystems it inhabits. Therefore, further studies should be conducted to analyze its response to other environmental stresses.