Transporte no floema

Corte no floema “inchaço” do tronco

Sacarose: glicose + frutose (altamente reativa – instável)

Floema: sacarose, aminoácidos, K, Na, Mg

Stress hídrico é abiótico

Calose: polímero de glicose que bloqueia o fluxo da célula vegetal

Proteína P: age sobre lesões decorrentes de injúrias mecânicas. Contenção de fluxo em caso de injúria mecânica.

Uma folha jovem, perto de uma madura, funciona como um dreno pega as “sobras” dos fotoassimilados das mais velhas. Também podem exercer a função de dreno o fruto, caule, raiz, flor, etc.

Transporte de 50 a 100 cm/h

Teoria do fluxo sob pressão ou teoria do fluxo de massa:

Diferença de pressão ao longo do floema acúmulo de soluto diferença de pressão floema recebe água do xilema

Invertase: atua quando o tecido não quer armazenar sacarose

Carregamento do xilema: via simplasto ou via apoplasto (através de carreadores através do transporte ativo do tipo simporte mesmo sentido)

Descarregamento através de microporos, transportadores de sacarose ou quebra dessa molécula de sacarose.

Sacarose via simplasto carreadores

O que define a partição de fotoassimilados: distância do dreno; taxa de atividade do dreno; força do dreno; quantidade de drenos; idade do dreno.

Nutrição mineral

75% água

25% matéria seca O (45%), C (45%), H (6%), cinzas (4%)

Eventos essenciais

Arnon e Stout (1939): a ausência deste elemento impede a planta de completar seu ciclo de vida.

Epstein (1999): o elemento tem um papel fisiológico definido na planta.

Classificação: macro e micronutrientes de acordo com suas concentrações relativas no tecido vegetal.

Mengel e Kirkby (1987): classificação de acordo com o papel bioquímico e função fisiológica na planta.

Função bioquímica dos nutrientes minerais

Grupo 1: nitrogênio e enxofre

Formam os componentes orgânicos das plantas

Assimilação destes nutrientes se dá através de reações bioquímicas de oxirredução

NO3- NO2

- NH4+ (nitrato redutase: enzima central)

NO3-, NH4

+: proteínas, aminoácidos não protéicos, amidas, nucleotídeos, coenzimas, hexoanimas, etc.

SO42-: cisteína, metionina, ácido lipóico, coenzima A, tiamina, pirofosfato, glutationa,

biotina, adenosina-5’-fosfossulfato e 3-fosfoadenosina

Grupo 2: fósforo, boro e silício (eventualmente)

Envolvidos na reação de armazenamento de energia e/ou na manutenção da integridade estrutural

Presentes em tecidos vegetais como ésteres de fosfato, borato ou silicato

H2PO4-; HPO4

2-: carboidrato fosforilado, ácidos nucléicos, coenzimas (NADP), fosfolipídeos e ácido fítico

Papel importante em reações envolvendo ATP

SiO2.H2O: sílica em parede celular contribuindo para sua rigidez e elasticidade

BO33-/B4O7

2-: forma complexos com manitol, mananos, ácido polimanurônico e outros constituintes da parede celular. Envolvido no alongamento celular e metabolismo de ácidos nucléicos

Grupo 3

Presente em tecidos vegetais como íons livres ou ligados a substratos, tais como as pectinas componentes da parede celular

Importância particular como cofatores enzimáticos e na regulação do potencial osmótico

K+: cofator, regula movimento de estômatos e transporte de sacarose, manutenção da eletroneutralidade celular

Ca2+: cofator na hidrólise de ATP e fosfolipídeos, segundo mensageiro na regulação do metabolismo, constituinte da parede celular (sal de pectina)

Mg2+: constituinte da clorofila, absorção de fosfato, reações de fosforilação

Cl-: componente do FSII, responsável pela fotólise da água

Mn2+: atividade de enzimas (desidrogenases, descarboxilases, quinases, oxidases, peroxidases), transporte de elétrons (fotossíntese), síntese de clorofila

Na+: regeneração de PEP (plantas C4 e MAC). Substitui K+ em algumas reações, estimula expansão celular (C3)

Grupo 4

Envolvidos em reações de transferência de elétrons

Zinco: participação na biossíntese de hormônios de crescimento

Cobre: participação na etapa fotoquímica da fotossíntese

Fe2+/Fe3+: constituinte de citocromos e proteinas (não-heme) envolvidas na fotossíntese, fixação de N2 e respiração

Zn2+: constituinte de álcool desidrogenase, ácido glutâmico desidrogenase, anidrase carbônica, ativador da síntese de triptofano (precursor da auxina)

Cu+; Cu2+: componente de ácido ascórbico oxidase, tirosinase, monoamina oxidase, uricase, citocromo oxidase, fenolase, lacase e plastocianina

MoO42-: constituinte de nitrogenase, nitrato redutase e xantino desidrogenase.

Ni2+: constituinte da uréase e hidrogenases de bactérias fixadores de N2

Elementos benéficos

Limitados a poucas espécies, mas podem ser mandatórios para outras por estimularem o crescimento e desenvolvimento

Co: vitaminas B12 cofator de diversas enzimas em microorganismos fixadores de N2

Se: evita excesso de PO42- e aumenta resistência a insetos (acumula em castanha-do-

brasil)

Na: importante para plantas C3 (expansão foliar) e C4 (regeneração da PEP)

Si: essencial para cavalinha. Aumenta a resistência mecânica da parede celular

Características do solo

Fungos, algas, protistas, insetos, nematóides e minhocas são abundantes no solo

Húmus (matéria orgânica decomposta):

a) Bactérias e fungos previnem compactação do solo pela argilab) Matéria orgânica decomposta retorna nutrientes minerais ao solo

Nitrogênio

N2 atmosférico (78%) não é disponível para as plantas

Precisa ser convertido a NH4+ ou NO3

-

Húmus é a fonte de N a curto prazo

Bactérias fixadoras de N2 são abundantes em solo rico em matéria orgânica

N2 NH3 (NH4+)

Processo de alta demanda energética que é compensada pela ação simbiótica

a) Bactérias amonificadoras: decompõe matéria orgânica liberando amôniab) Bactérias desnitrificadoras: convertem NO3

- a N2, que se difunde na atmosfera

c) Bactérias nitrificadoras: oxidam NH4+ a NO3

-

Movimento de nutrientes para a superfície das raízes

Difusão (P e K): íons são transportados segundo gradiente de concentração

Fluxo de massa (S, Mg, Ca): solutos são transportados com o fluxo de água (solo para raiz)

Interceptação radicular (Ca): raiz entra em contato com o elemento

Absorção de nutrientes pela raiz

Barreira: solo, raiz, parede celular, membrana celular

Principio da troca catiônica (CTC): maioria dos íons absorvidos sob a forma de cátion. Depende do pH do solo, da lixiviação. As partículas do solo são carregadas negativamente, atraindo os minerais. Quando aumenta a CTC, maior é a fertilidade do solo. A aderência desses nutrientes à raiz ocorre por atração. Superfície da raiz é carregada negativamente. Quanto maior a CTC, maior a disponibilidade de nutrientes. Difusão, fluxo de massa e interceptação principais vias da chegada de nutrientes à raiz.

Relação crescimento-conteúdo de nutrientes

pH afeta crescimento de raízes e microrganismos do solo

Condições ácidas permitem liberação de K, Mg e Mn de rochas

Decomposição de matéria orgânica reduz pH do solo

Lixiviação de íons tornam o solo alcalino

O pH entre 6,5 – 7,0 é bem restrito

Deficiência em nutrientes

Os sintomas de deficiência de nutrientes em uma planta são reflexos das alterações metabólicos resultantes do suprimento insuficiente de elemento (S) essenciais

Mobilidade dos nutrientes dentro da planta (folhas maduras, folhas novas e gemas)

Mobilidade dentro da planta e tendência para a translocação durante deficiências relação entre órgãos/tecidos mais velhos e mais jovens)

Nutrientes móveis: N, K, Mg, P, Cl, Na, Zn, Mo

Nutrientes imóveis: Ca, S, Fe, B, Cu

Sintoma de deficiência na folha jovem

Mudanças quantitatias e qualitativas

Inibição do crescimento

Sintomas visuais de deficiência

Plantas necessitam nutrientes minerais

MC é uma barreira para a captação de muitos nutrientes

Transportadores de membrana aumentam a captação de nutrientes

Metabolismo do nitrogênio

Associação com fungos micorrízicos aumentam a área de absorção da raiz

N2 + 8e- + 8H+ + 16 ATP 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi

NH3 (tóxica) conversão em compostos orgânicos (amidas ou ureídos) nos nódulos transporte para a parte aérea da planta via xilema

Amidas: asparagina e glutamina

Ureídeos: ácido alantóico, alantoína e citrulina

Assimilação do nitrogênio mineral

Fixação atmosférica NO3- ou NH3 amonificação (bactérias e fungos) e fixação

biológica de N2 (relâmpagos e reações fotoquímicas, levando à chuva ácida)

Assimilação de NO3-

Raízes absorvem NO3- do solo através de co-transportadores NO3

- - próton de baixa e alta afinidade

Muito do NO3- absorvido é assimilado (raiz e parte aérea) em compostos orgânicos

nitrogenados

NO3- + NAD(P)H + H+ + 2e- NO2

- + NAD(P) + H2O

Fatores que regulam a nitrato redutase

NO3-, luz e carboidratos influenciam em nível transcricional e translacional

NO3- estimula acúmulo de mRNA

Luz e carboidratos estimulam uma fosfatase que atua em um resíduo Ser da Nitrato redutase

NO3- MoCo Heme Fad NADH

NO2- é altamente reativo e tóxico

NO2- é transportado do citosol para o cloroplasto (folhas) e plastídeos( raízes)

Nestas organelas, o NO2- é reduzido vi atividade nitrito redutase