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Novos métodos para estudo das propriedades hidráulicas do xilema e embolismo in vivo em plantas

Processo: 17/14075-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2018
Vigência (Término): 30 de setembro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
Pesquisador responsável:Rafael Vasconcelos Ribeiro
Beneficiário:Luciano Pereira
Instituição Sede: Instituto Agronômico (IAC). Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA). Secretaria de Agricultura e Abastecimento (São Paulo - Estado). Campinas , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):19/08596-6 - Fluxo radial em ramos de espécies de Acer: implicações para mudanças de condutância hidráulica do xilema mediada por íons, BE.EP.PD
Assunto(s):Cavitação   Ecofisiologia vegetal
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:cavitação | condutância hidráulica radial | condutância mediada por íons | molhabilidade do xilema | pneumática de plantas | transporte de água | ecofisiologia vegetal

Resumo

A falta de água no solo é a causa do aumento das tensões no xilema, o que pode gerar uma mudança abrupta de fase meta-estável da água, formando bolhas que interrompem o transporte de água. Embora o embolismo seja um processo conhecido há muito tempo, as propriedades hidráulicas do xilema que permitem o transporte de água sob tensão e sem a formação de embolismo são pouco conhecidas. Uma dessas propriedades é a molhabilidade da parede do xilema, que pode alterar a nucleação ou estabilidade de bolhas. Mecanismos que permitem o controle da condutância hidráulica e da tensão do xilema também não são completamente entendidos devido às limitações dos métodos de análise existentes. De fato, os estudos sobre o transporte de água e a formação de embolismo são dificultados pelo tamanho das estruturas envolvidas, de escala micro e nanométricas, e pressões muito negativas. Vários artefatos são descritos em razão da manipulação das amostras. Dessa forma, para o melhor entendimento dos mecanismos que regulam o transporte de água e possibilitam a resistência ao embolismo, são necessários novos métodos que minimizem, ou mesmo contornem, os possíveis artefatos e que forneçam dados confiáveis. Propomos aqui o desenvolvimento de três diferentes métodos que permitirão (a) estimar o embolismo in vivo, com base no método pneumático originalmente desenvolvido para medidas em ramos cortados, (b) estimar a molhabilidade do xilema, a partir de uma nova proposta de aparato hidráulico descrito no presente projeto, e (c) avaliar os fatores determinantes da condutância hidráulica do xilema, tais como condutância radial e aquaporinas. A partir desses métodos inéditos, revelaremos as propriedades hidráulicas de laranjeiras, cafeeiros e eucaliptos, buscando o melhor entendimento da resistência à seca nessas espécies.

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Publicações científicas (8)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PEREIRA, LUCIANO; FLORES-BORGES, DENISELE N. A.; BITTENCOURT, PAULO R. L.; MAYER, JULIANA L. S.; KIYOTA, EDUARDO; ARAUJO, PEDRO; JANSEN, STEVEN; FREITAS, RAUL O.; OLIVEIRA, RAFAEL S.; MAZZAFERA, PAULO. Infrared Nanospectroscopy Reveals the Chemical Nature of Pit Membranes in Water-Conducting Cells of the Plant Xylem. Plant Physiology, v. 177, n. 4, p. 1629-1638, . (17/14075-3)
PEREIRA, LUCIANO; BITTENCOURT, PAULO R. L.; PACHECO, VINICIUS S.; MIRANDA, MARCELA T.; ZHANG, YA; OLIVEIRA, RAFAEL S.; GROENENDIJK, PETER; MACHADO, EDUARDO C.; TYREE, MELVIN T.; JANSEN, STEVEN; et al. The Pneumatron: An automated pneumatic apparatus for estimating xylem vulnerability to embolism at high temporal resolutionKey-words. PLANT CELL AND ENVIRONMENT, v. 43, n. 1, p. 131-142, . (18/09834-5, 17/14075-3, 18/01847-0, 19/07773-1)
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PEREIRA, LUCIANO; BITTENCOURT, PAULO R. L.; ROWLAND, LUCY; BRUM, MAURO; MIRANDA, MARCELA T.; PACHECO, VINICIUS S.; OLIVEIRA, RAFAEL S.; MACHADO, EDUARDO C.; JANSEN, STEVEN; RIBEIRO, V, RAFAEL. Using the Pneumatic method to estimate embolism resistance in species with long vessels: A commentary on the article ``A comparison of five methods to assess embolism resistance in trees{''}. FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT, v. 479, . (17/14075-3, 18/09834-5)
TRABI, CHRISTOPHE L.; PEREIRA, LUCIANO; GUAN, XINYI; MIRANDA, MARCELA T.; BITTENCOURT, PAULO R. L.; OLIVEIRA, RAFAEL S.; RIBEIRO, V, RAFAEL; JANSEN, STEVEN. A User Manual to Measure Gas Diffusion Kinetics in Plants: Pneumatron Construction, Operation, and Data Analysis. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 12, . (17/14075-3, 18/09834-5, 19/15276-8)
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PEREIRA, LUCIANO; MIRANDA, MARCELA T.; PIRES, GABRIEL S.; PACHECO, VINICIUS S.; GUAN, XINYI; KAACK, LUCIAN; KARIMI, ZOHREH; MACHADO, EDUARDO C.; JANSEN, STEVEN; TYREE, MELVIN T.; et al. A semi-automated method for measuring xylem vessel length distribution. THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PLANT PHYSIOLOGY, v. 32, n. 4, p. 331-340, . (18/09834-5, 19/15276-8, 17/14075-3)

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