Estudo morfofisiológicos de uma samambaia epífita da Mata Atlântica tolerante à dessecação: Pleopeltis pleopeltifolia (Raddi) Alston (Polypodiaceae)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal

Pleopeltis pleopeltifolia (Raddi) Alston (Polypodiopsida, Polypodiaceae) é uma samambaia endêmica do Brasil, pertencente ao bioma Mata Atlântica. Este trabalho teve como objetivos avaliar a desidratação, reidratação e conteúdo relativo de água (CRA) de frondes, bem como verificar as alterações morfofisiológicas e bioquímicas relacionadas ao estado de hidratação de esporófitos de P. pleopeltifolia. Esporófitos adultos (=férteis) foram coletados na Unidade de Conservação Ambiental Desterro (UCAD), Florianópolis, Santa Catarina, Brasil, sendo submetidos a diferentes tratamentos de desidratação (0, 5, 10 e 15 dias) e reidratação (1 dia). Partindo de um CRA inicial médio de 85,83%, os esporófitos apresentaram um declínio notável no conteúdo de água, quando mantidos sem irrigação, além do evidente murchamento e enrolamento foliar. Em apenas cinco dias, ocorreu uma redução de 83,1% no conteúdo de água, passando para um CRA médio de 14,5%. Após este período inicial, as plantas passaram para um estado estável de seca sendo mantida uma média de 12,9% de CRA aos dez dias de desidratação e 9,6% aos quinze dias. Durante o tratamento de reidratação, as plantas reidrataram totalmente, ocorrendo um aumento de 87,8% no conteúdo de água, sendo que as frondes recuperaram sua morfologia original, como a observada em frondes hidratadas. Durante os cinco dias iniciais dos tratamentos de desidratação, ocorreram decréscimos tanto nos conteúdos de clorofila a e clorofila b, bem como, no conteúdo de clorofilas totais. O conteúdo de carotenoides também diminuiu durante a dessecação. Entre o quinto e o décimo quinto dia de dessecação, ocorreram pequenas variações no CRA e durante este período os conteúdos de clorofilas e carotenoides das frondes também não foram alterados. Na reidratação, ocorreu uma recuperação parcial no conteúdo de clorofilas e carotenoides, atingindo 158% e 305% de aumento, respectivamente, em relação aos quinze dias de tratamento de desidratação, em apenas um dia, sugerindo a síntese de novo destes pigmentos. As plantas submetidas aos cinco dias de desidratação, quando comparadas às plantas hidratadas, não apresentaram diferenças nos parâmetros fotossintéticos analisados: Eoptimum (irradiância ótima), Pmax (taxa de transporte de elétrons máxima) e Alfa ? (eficiência fotossintética). Já as plantas submetidas aos dez e quinze dias de desidratação tiveram reduções, tanto nos valores de Pmax bem como no ?, atingindo zero em todos estes parâmetros nos quinze dias de desidratação. A Eoptimum foi diferente apenas nas plantas submetidas aos quinze dias de desidratação, atingindo valor nulo. A partir dos dez dias de desidratação, decaimentos notáveis na inclinação (?) das curvas rápidas de luz, bem como na amplitude das mesmas foram perceptíveis, sendo que não foi possível a detecção da fluorescência da clorofila a nos indivíduos submetidos aos quinze dias de desidratação, gerando uma taxa de transporte de elétrons (ETR) nula. O conteúdo de prolina em frondes não foi alterado durante a desidratação, sugerindo que este aminoácido não atua como soluto compatível na espécie em tratamentos de estresse hídrico. Contudo, um incremento na concentração de açúcares é perceptível nos dez primeiros dias de tratamento de seca, sendo que em apenas cinco dias de desidratação ocorreu um aumento de 204% neste conteúdo, em relação às plantas hidratadas. Na reidratação, ocorreu um decréscimo no nível de açúcares, voltando aos valores próximos aos encontrados em folhas hidratadas. Os dados obtidos sugerem a atuação dos açúcares como solutos compatíveis, podendo favorecer um possível ajustamento osmótico para a espécie em situações de dessecação, além da possibilidade de vitrificação.

Pleopeltis pleopeltifolia (Raddi) Alston (Polypodiopsida, Polypodiaceae) is a species endemic to Brazil, belonging to the phytogeographical area of the Atlantic Forest. This study aimed to evaluate the dehydration, rehydration and relative water content (RWC) of fronds as well as check morphophysiological and biochemical changes related to the hydration status of sporophytes of P. pleopeltifolia. Adult sporophytes (=fertile) of species were collected in the Environmental Desterro Park (UCAD), located in Florianópolis, Santa Catarina, Brazil. Sporophytes were subjected to different dehydration processes (0, 5, 10 and 15 days) and rehydration (1 day). Starting from an initial RWC average of 85.83%, the sporophytes showed a sharp decline in water content when kept without irrigation, besides the obvious wilting and leaf rolling. In five days, there was a significant reduction of 83.1% in the water content, passing to an average RWC of 14.5%. After this initial period, the plants passed to a stable state of dehydration maintaining an average of 12.9% of RWC after ten days of dehydration and 9.6% after fifteen days. During rehydration treatment, plants rehydrated completely, showing an increase of 87.8% in water content, and fronds regained their original morphology, as seen in hydrated plants. During the five initial days of dehydration treatment, there were decreases both in the level of chlorophyll a and chlorophyll b, as well as the total chlorophyll level. The carotenoids level decreased during the drying processes. Between the fifth and fifteenth days of desiccation, there where small variations in the RWC and during this period the contents of chlorophylls and carotenoids of the fronds were not changed. On rehydration, the content of chlorophylls and carotenoids was partly recovered, reaching an increase of 158% and 305%, respectively, in relation to the fifteen days of dehydration treatment. These recoveries suggest de novo synthesis of these pigments. Plants subjected to five days of dehydration when compared to hydrated plants showed no significant differences in photosynthetics parameters analyzed: Eoptimum (optimal irradiance), Pmax (electron transport rate maxima) and Alfa á (photosynthetic efficiency). Plants after ten and fifteen days of dehydration had significant reductions in both Pmax and á, reaching zero in all these parameters within fifteen days of dehydration. The Eoptimum differed significantly only in plants subjected to fifteen days of dehydration, reaching zero. After ten days of dehydration, notable decays in inclination (á) of rapid light curves as well as the amplitude of the same were noticeable; it was not possible to detect the chlorophyll fluorescence after fifteenth day dehydration and consequently the electron transport rate (ETR) was zero. The water stress treatments didn't significantly affect the proline content in fronds, suggesting that this amino acid doesn't act as a compatible solute in this species. However, a significant increase in sugar concentration in fronds was noticeable in the first ten days of treatment, and in only five days of dehydration, there was an increase of 204% in sugar level. The data obtained suggest the action of the sugars as compatible solutes, which may favor a possible osmotic adjustment for the species in case of desiccation, and the possibility of vitrification.