Fracionamento de carbono e nitrogênio em café arábica em resposta à carga de frutos

Autor(es)

Márcio Souza da Silva

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2019-07-22

Membros da banca

Paulo Mazzafera; José Donizeti Alves; José Laercio Favarin

• Orientador: Paulo Mazzafera

Resumo

As plantas de café (Coffea arabica L.) têm padrão de produção bienal em razão da competição entre o crescimento vegetativo e reprodutivo que ocorrem ao mesmo tempo. A quantificação de compostos de carbono e nitrogênio, bem como o perfil metabólico desses compostos foram investigados a fim de identificar possíveis alterações do crescimento dos tecidos que compõem o ramo produtivo do cafeeiro em resposta à carga de frutos. Os efeitos da carga de frutos foram estudados em quatro estádios fenológicos (expansão inicial, expansão final, granação e maturação de frutos), avaliando-se o crescimento de folhas velhas, maduras e novas; a secção dos ramos em que elas estão inseridas, assim como os frutos. Para isso, manipulações na carga de frutos foram realizadas na planta inteira cultivada em experimento de campo na região de Presidente Olegário, Minas Gerais, Brasil (18° 35\' 25\" S e 46° 19\' 20\" O; 1045 m de altitude). Os tratamentos consistiram em reduzir as cargas de frutos em seu estágio inicial de desenvolvimento a 0%, 30%, 60% e controle mantendo 100% do frutos na árvore. Este estudo demostrou que a alta carga de frutos prejudica principalmente o crescimento da vegetação nova, mas sem nenhum efeito sobre as folhas e ramos já formados. Também foi evidenciado que a alta carga de frutos promove competição entre os frutos afetando o seu tamanho e sua massa unitária. Essa redução do crescimento vegetativo e de frutos se deve principalmente pelo esgotamento de amido nos ramos que contribuem fortemente para o aporte de carbono para os órgãos dreno. A folha velha fornece sacarose para promover o crescimento vegetativo e de frutos, mas esse suprimento de carbono parece não ser suficiente para manutenção do crescimento dos frutos em excesso. Neste caso, o amido é então consumido dos ramos dessas plantas resultando no aumento do teor de sacarose nos ramos e folhas maduras, os quais são os maiores responsáveis por destinar carbono para o crescimento e desenvolvimento dos frutos. Em plantas com carga de frutos reduzida, os órgãos fonte de carbono são diferentes das plantas com alta produção de frutos. Neste caso, o ramo e folha madura fornecem sacarose para o crescimento da vegetação nova e frutos sem gasto aparente do amido acumulado nos ramos. As folhas e os ramos velhos são os principais contribuintes imediatos de nitrogênio, mas os ramos são os principais órgãos fonte desse nutriente tendo grande capacidade de armazenar nitrogênio e de disponibilizá-lo para as plantas sob alta produção de frutos. Assim, o nitrogênio e carbono armazenado nos ramos têm papel fundamental para tamponar a depleção desses nutrientes causada pelo número excessivo de drenos metabólicos. Os frutos das plantas com carga reduzida parecem ter sido sombreados pelo abundante crescimento de folhas e ramos de forma distinta dos frutos oriundos das plantas com carga excessiva de frutos. Esse sombreamento parece ter ocasionado menor grau de maturação dos frutos dessas plantas em razão do aumento dos compostos fenólicos e redução de pectina e antocianina nos frutos e/ou nos seus tecidos. Entretanto, esse efeito sobre a maturação dos frutos é tênue não alterando a quantidade de sacarose e aminoácidos solúveis totais nos frutos e em nenhum dos tecidos que os compõem. Utilizando uma abordagem metabolômica, foi confirmada que os ácidos orgânicos foram influenciados pelo menor grau de maturação dos frutos oriundos das plantas com carga reduzida. Essa evidência também suporta a ideia de que o maior crescimento vegetativo das plantas com carga reduzida pode aumentar o tempo de maturação dos frutos. Analisando o perfil de aminoácidos, foi confirmada que as folhas velhas e maduras são os órgãos fonte principais de nitrogênio para os drenos fisiológicos. A redistribuição de nitrogênio dessas folhas na forma de asparagina, glutamina, tirosina e fenilalanina para os drenos ocorreu em plantas com carga de frutos excessiva. Esse fluxo de nitrogênio para os drenos fisiológicos em conjunto com a degradação de proteínas dos ramos dessas plantas culminaram com aumento de fenialanina nos grãos, glutamina e aspartato nos frutos e alanina nas folhas novas em comparação com as plantas com carga de frutos reduzida. Houve estímulo da síntese de putrescina nos grãos provavelmente como um mecanismo para reajustar o fluxo de carbono e nitrogênio no organismo vegetal inicialmente pertubado em resposta à carga de frutos. Neste sentido, novas investigações pré e pós traducionais precisam ser desenvolvidas a fim de elucidar a interrelação do metabolismo de carbono e nitrogênio para a homeostase de seus metabólitos em resposta à carga de frutos. (AU)

• Processo FAPESP: 17/23613-9 - Fracionamento de carbono e nitrogênio em cafeeiro em função da carga pendente
• Beneficiário: Marcio Souza da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado