ABSTRACT
ABSTRACT: Interaction effects between nitrogen and UV-B radiation were studied in sunflower (Helianthus annuus L. variety IAC-Iarama) plants grown in a greenhouse under natural photoperiod conditions. Plants were irradiated with 0.8W m-2 (control) or 8.0W m-2 (+UV-B) of UV-B radiation for 7h per day. The plants were grown in pots containing vermiculite and watered with 70% of full strength nitrogen-free Long Ashton solution, containing either low (42.3ppm) or high (282ppm) nitrogen as ammonium nitrate. High nitrogen increased dry matter of stem, leaves and shoot, photosynthetic pigments and photosynthesis (A) without any alteration in stomatal conductance (gs) nor transpiration (E) while it reduced the intercellular CO2 (Ci) concentration, and malondialdehyde (MDA) content. High UV-B radiation had negative effects on dry matter production, A, gs and E with the effects more marked under high nitrogen, whereas it increased Ci under high nitrogen. Activity of PG-POD was reduced by high UV-B radiation under low nitrogen but it was not changed under high nitrogen. The UV-B radiation increased the MDA content independently of nitrogen level. Results indicate that the effects of UV-B radiation on sunflower plants are dependent of nitrogen supply with high nitrogen making their physiological processes more sensitive to UV-B radiation.
RESUMO: Os efeitos da interação entre nitrogênio e a radiação UV-B foram estudados em plantas de girassol (Helianthus annuus L. variedade IAC-Iarama), cultivadas em casa de vegetação sob condições fotoperiódicas naturais. As plantas foram irradiadas com 0.8W m-2 (controle) ou 8.0W m-2 (+UV-B) durante 7h por dia. As plantas foram cultivadas em vasos contendo vermiculita e regadas com solução nutritiva de Long Ashton 70%, contendo baixa (42,3ppm) ou alta (282ppm) dose de nitrogênio na forma de nitrato de amônio. A alta dose de nitrogênio aumentou a matéria seca das folhas, caule e parte aérea, pigmentos fotossintéticos e a fotossíntese (A), sem alterar a condutância estomática (gs) ou transpiração (E), enquanto reduziu a concentração intercelular de CO2 (Ci) e o conteúdo de malondialdeído (MDA). A elevada radiação UV-B reduziu a produção de matéria seca, A, gs e E, sendo os efeitos mais acentuados sob alta dose de nitrogênio, enquanto aumentou Ci sob alta dose de nitrogênio. A atividade da PG-POD foi reduzida sob alta radiação UV-B e baixo nitrogênio, mas não foi alterada sob alta dose de nitrogênio. A radiação UV-B aumentou o conteúdo de MDA independente do nitrogênio. Os resultados indicam que os efeitos da radiação UV-B em plantas de girassol são dependentes da disponibilidade de nitrogênio sendo que a alta dose de nitrogênio torna seus processos fisiológicos mais sensíveis à radiação UV-B.
ABSTRACT
The effects of water stress and rehydration on leaf gas exchange characteristics along with changes in lipid peroxidation and pirogalol peroxidase (PG-POD) were studied in mature and in young leaves of sunflower (Helianthus annuus L.), which were grown in a greenhouse. Water stress reduced photosynthesis (Pn), stomatal conductance (g s), and transpiration (E) in both young and mature leaves. However, the amplitude of the reduction was dependent on leaf age. The intercellular CO2 concentration (Ci) was increased in mature leaves but it was not altered in young leaves. Instantaneous water use efficiency (WUE) in mature stressed leaves was reduced when compared to control leaves while in young stressed leaves it was maintained to the same level as the control. After 24h of rehydration, most of the parameters related to gas exchange recovered to the same level as the unstressed plants except gs and E in mature leaves. Water stress did not activated PG-POD independently of leaf age. However, after rehydration the enzyme activity was increased in mature leaves and remained to the same as the control in young leaves. Malondialdehyde (MDA) content was increased by water stress in both mature and young leaves. The results suggest that young leaves are more susceptible to water stress in terms of gas exchange characteristics than mature leaves although both went through oxidative estresse.
Os efeitos do estresse hídrico e da reidratação nas trocas gasosas juntamente com alterações na lipoperoxidação e atividade da pirogalol peroxidase (PG-POD) foram estudados em folhas adultas e jovens de plantas de girassol (Helianthus annuus L.) cultivadas em casa de vegetação. O estresse hídrico reduziu a fotossíntese (P N), a condutância estomática (g s) e a transpiração (E) nas folhas adultas e jovens. No entanto, a amplitude da redução foi dependente da idade da folha. A concentração intercelular de CO2 (Ci) aumentou nas folhas adultas, mas não apresentou alteração nas folhas jovens sob condições de estresse hídrico. A eficiência instantânea do uso da água (WUE) nas folhas adultas e estressadas foi reduzida em comparação com o controle, enquanto que, nas folhas jovens e estressadas, não foi alterada. Após 24h de reidratação, as folhas apresentaram valores semelhantes aos dos controles em todos os parâmetros relacionados com as trocas gasosas, exceto gs e E nas folhas adultas. O estresse hídrico não ativou a PG-POD, independente da idade da folha, e após a reidratação a atividade da PG-POD foi aumentada apenas nas folhas adultas. O estresse hídrico aumentou o teor de malondialdeído (MDA) nas folhas adultas e jovens. Os resultados sugerem que as folhas jovens são mais susceptívies ao déficit hídrico em termos de trocas gasosas que as folhas adultas, embora ambas tenham sido expostas ao estresse oxidativo.
ABSTRACT
The effects of UV-B radiation were studied in sunflower plants (Helianthus annuus L. cv. Catissol-01) growning in greenhouse under natural photoperiod conditions. The plants received approximately 0.60Wm-2 (control) or 4.0Wm-2 (+UV-B) of UV-B radiation for 7h d-1, centered around solar noon from 15 days after sowing. Compared to the control, plants exposed to high UV-B radiation for 12 or 21 days did not show any difference in shoot dry matter, specific leaf weight or UV-B absorbing compounds. Enhanced UV-B radiation caused a significant inhibition of photosynthesis (A) only in the first sampling and this was accompained by reduction in stomatal conductance (g s) and transpiration rate. The inhibition in A can not be fully explained by reduction in g s since intercellular CO2 concentration was not affected by UV-B radiation. In both samplings, the total chlorophyll content was not affected by enhanced UV-B radiation whereas in the first sampling, the chlorophyll a and the ratio of chlorophyll a/b were reduced. Enhanced UV-B radiation increased the minimal fluorescence yield, but did not alter the ratio of variable to maximal fluorescence yield of dark adapted leaves. Overall, this study suggests that the present level of solar UV-B radiation affects sunflower plants performance even though the shoot dry biomass may not be affected.
Os efeitos da radiação UV-B foram estudados em plantas de girassol (Helianthus annuus L. cv. Catissol-01) cultivadas em casa de vegetação sob condições fotoperiódicas naturais. As plantas receberam aproximadamente 0,60W m-2 (controle) ou 4,0W m-2 (+UV-B) de radiação UV-B por 7h d-1, centralizadas ao redor do meio-dia. A irradiação com UV-B foi iniciada 15 dias após a semeadura. Plantas sob alta radiação UV-B durante 12 ou 21 dias não apresentaram diferenças em matéria seca da parte aérea, peso foliar específico ou compostos que absorvem UV-B, quando comparadas com o controle. Alta radiação UV-B reduziu a taxa de fotossíntese (A) somente na primeira coleta, sendo acompanhada por uma redução na condutância estomática (g s) e na taxa de transpiração. A inibição da fotossíntese não pode ser somente explicada pela redução na g s, visto que a concentração intercelular de CO2 não foi alterada pelo aumento na radiação UV-B. O conteúdo total de clorofila não foi afetado pelo aumento na radiação UV-B nas duas coletas. No entanto, o conteúdo de clorofila a e a razão clorofila a/b foram reduzidas na primeira coleta. Sob alta radiação UV-B, houve aumento na fluorescência mínima na primeira coleta. Porém, a razão entre a fluorescência variável e a fluorescência máxima das folhas adaptadas ao escuro não foi alterada. Estes resultados sugerem que o atual nível de radiação solar UV-B afeta o desempenho das plantas de girassol, embora a massa seca da parte aérea não seja afetada.