senescência e morte no contexto da...

Domingos Almeida • 2005 •Fisiologia e Tecnologia Pós-colheita • Pós-graduação em Fruticultura • Instituto Superior de Agronomia

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Senescência e morte no contexto da pós-colheita

Fisiologia e Tecnologia Pós-colheitaPós-graduação em FruticulturaInstituto Superior de Agronomia

Domingos P. F. Almeida

Quando surgiu a morte?


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Origem Evolutiva da Senescência e Morte

• Big Bang 15-20 x 109 anos• Estrelas 10-15 x 109 anos• Planeta Terra ~4,5 x 109 anos• Primeiros fósseis ~3,1 x 109 anos• Fotossíntese >2 x 109 anos• Sexo, Senescência e Morte ~1 x 109 anos


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Questões Fundamentais da Biogerontologia

• Porque é que os organismos senescem?

• Porque é que os organismos morrem?

• Quais são os factores que determinam a longevidade?

Causas da MorteTeoria física - Segunda Lei da Termodinâmica (George Sacher)

Actividade metabólica

Lon

gevi

dade

L = aKb.M-c


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Causas da Morte

• Teorias Fisiológicas• Acumulação de produtos t óxicos • Radicais livres

• Teorias Genómicas• Corpo descartável • Teoria da programação genética

Deterioração

Transição programada


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Morte Celular Programada nas plantas

Resposta hipersensitivaAerenquimaCamada de aleuronaCélulas da coifaTraqueidosSenescenciaTricomasSuspensorÓvulos não fecundadosDeiscencia das anteras

(Buchanan et al., 2000)

Tipos de expressão de genes associados à senescência



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Alterações durante a senescência

• Degradação da clorofila• Evolução dos plastídeos

• Gerontoplastos (folhas)• Cromoplastos (frutos)

• Metabolismo dos fenilpropanóides• Metabolismo das proteínas

• Folhas• Frutos

• Degradação dos ácidos nucleicos• Aumento da actividade de algumas

ribonucleases (RNases)

Regulação endógena da senescênciaEfeito do antisense de ACC sintase



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Regulação endógena da senescênciaCitocininas são antagonistas da senescência

Folha de tabaco senescente. Corte do caule e aplicação de benzilaminopurina reverte a senescência


As perguntas difíceis sobre a senescência• Porque terá a evolução produzido células

(base da vida) tão fáceis de destruir?

• Porquê incorporar nas proteínas mais necessárias à vida pontos de fragilidade, tornando-as susceptíveis aos ataques das caspases?

• Porque desenvolver um mecanismo de autodestruição?

•• Será que as células foram feitas para

morrer?


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Desenvolvimentoe consequências da colheita

Fisiologia e Tecnologia Pós-colheitaPós-graduação em FruticulturaInstituto Superior de Agronomia

Domingos Almeida

Estruturas MorfológicasFrutos


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Crescimento

Maturidade Fisiológica

Amadurecimento

Senescência

DesenvolvimentoIníc

io

Mor

te

Maturação

Maturação Comercial

Caules e Folhas

Frutos em desenvolvimento

Raízes, bolbos e tubérculos

DesenvolvimentoIníc

io

Mor

te

Inflorescências

Rebentos

Espargo, aipo, alface, couves

Alacachofra, brócolos, couve-flor

Pepino, feijão-verde, milho-doce

Frutos desenvolvidos

Maçã, pêra, tomate

Cenoura, cebola, batata

Sementes

Feijão seco

TransplantesFolhagem de corte, Plantas em vaso Plantas flor vaso Flores de corte Sementes


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Curvas de crescimento dos órgãos vegetais

• Sigmóidal• Fase I – exponencial

• Fase II – linear

• Fase III - monomolecular

ktemm 0=

ktm =

( )ktbeam −−= 1

Alterações durante o amadurecimento

Crescimento do fruto ou tamanho constanteTamanho

Regulação das rotas metabólicas alteradaAlterações na expressão genética:•Desaparecimento de alguns mRNA•Aparecimento de mRNA específicos do amadurecimento

Alterações metabólicas

Acumulação de açúcaresDiminuição do teor em ácidosProdução de taninosProdução de voláteis

Aroma e sabor

Alterações da estrutura e composição da parede celularTextura

Degradação da clorofila e desmontagem do aparelho fotossintéticoSíntese de antocianinasSíntese de carotenos

Cor


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Desenvolvimento da Competência para Amadurecer

mRNA Relacionados com Amadurecimento

Aroma Cor

Síntese de C2H4

Textura Sabor

?

ACC Sintase

ACC Oxidase

C2H4

Transdu çãoSinal

Não

-cl

imac

téri

co

Clim

actérico

Regulação do amadurecimento

Índices de maturação

O que são?

ExemplosPara que servem?


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Índices de maturação

• Importância• Legislação e regulamentos comerciais,• Facilitar a comercialização e normalização,• Qualidade sensorial, nutritiva e dura ção pós-colheita

adequada,• Previsão da data de colheita,• Programação do uso de trabalho e equipamentos

• Características de um bom índice de maturação• Simples, fácil de determinar no campo• Requerer equipamento económico• Relacionado com a qualidade e vida pós-colheita de forma

consistente (local, ano)• Ter uma varia ção progressiva com a maturação• Objectivo (medição) em vez de subjectivo• Não destrutivo (se possível)

Exemplos de índices de maturação para frutas

Cor da polpa em diversos frutosCor e estrutura interna

Todos os frutosCor externa

Maçã, pêra, prunoideasFirmeza

Banana, mangaForma

CerejaDensidade

Todos os frutos e muitas hortaliçasTamanho

Formação da pruína em uvasMorfologia da superfície

Maçã, feijoaDesenvolvimento da camada de abscisão

MaçãDias-grau durante o desenvolvimento

Maçã, pêraDias desde a floração à colheita

Exemplos de produtosÍndice

(Reid 1992)


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Exemplos de índices de maturação para frutas

Maçã, pêraProdução de etileno

DiospiroTaninos, adstringência

Abacate, azeitonaTeor em óleo

CitrinosTeor em sumo

Romã, citrinos, papaia,kiwiTeor de ácidos ou açúcar/ácidos

Uva, maçã, pêra, prunóideasTeor de açúcar

Maçã, pêraTeor de amido

Abacate, kiwiSólidos solúveis

Exemplos de produtosÍndice

(Reid 1992)

Limitações na aplicação dos índices de maturação

• Equilíbrio qualidade vs. duração pós-colheita

• Imaturo vs. Maturo

• Utilização de vários índices

• Relação com os elementos do clima


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Classificação com base no comportamento pós-colheita

Perecibilidade muito variávelSofrem alterações fisiológicas e de composição relacionadas com amadurecimentoProblemas patológicos

Frutos maturos

Altamente perecíveisTaxa de respiração elevadaAlterações de composição rápidasPerda de peso é causa importante de deteriora çãoCrescimento pós-colheita pode ser problema

Órgão imaturos em crescimento rápido

Características geraisGrupo

Classificação com base no comportamento pós-colheita

Muito pouco perecíveisTaxa de respiração muito baixaTeor de humidade importante na conservaçãoGerminação

Sementes maturas e frutos secos

Pouco perecíveisTaxa de respiração baixaCrescimento pós-colheita

Órgãos de armazenamento e propágulos carnudos

Características geraisGrupo


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Consequências da colheita

• Ferimentos • Interrupção do fornecimento de água

• Perda de turgescência

• Alteração da atmosfera interna• Capacidade receptora (sink strength) e

consequências da colheita• Órgãos maturos

• Frutos climactéricos: Ontogenia• Outros órgãos

• Órgãos imaturos: resposta à fome

• Senescência

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