Emerson Alves da Silva Proc. 12/ Secretaria do Meio Ambiente. Instituto de Botânica. Núcleo de Pesquisa em Fisiologia e Bioquímica

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Emerson Alves da Silva

Proc. 12/08875-3

Secretaria do Meio Ambiente

Instituto de Botânica

Núcleo de Pesquisa em Fisiologia e Bioquímica

Instituto de Botânica

Efeitos da Alta Concentração

Atmosférica de CO

₂

em Câmaras de Topo

Aberto e Sistema FACE sobre a

Fotossíntese e os Mecanismos Naturais

de Resistência do Cafeeiro à Ferrugem

(2)

EQUIPE

Dr. Emerson Alves da Silva - IBt/SP

Dra. Marcia Regina Braga – IBt/SP

Dra. Raquel Ghini – Embrapa Meio Ambiente

Eunice Batista Reis – Aluna de Doutorado PPG IBt

Dr. André Torre Neto – Embrapa Instrumentação

Financiamento

Auxílio Reg.

12/08875-3

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Embrapa – Instituto de Botânica

FACE

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Efeitos da Alta Concentração Atmosférica de CO

₂

em Câmaras de

Topo Aberto e Sistema FACE sobre a Fotossíntese e os Mecanismos

Naturais de Resistência do Cafeeiro à Ferrugem

Perspectivas:

- 1º Experimento com Café x Alto CO

₂

– OTC e FACE;

- 2 cultivares (Catuaí e Obatã) x 2 [CO2] x

infectadas e ñ-infectadas

(Hemileia vastatrix - Ferrugem do Cafeeiro);

- Sazonalidade favorável (verão úmido/quente

E

inverno seco/frio);

- Importância econômica do Café e influência econômica da Ferrugem

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EXPERIÊNCIAS DO GRUPO

AIDAR, M. P. M. ; MARTINEZ, C. A. ; COSTA, A.C.; COSTA, P.M.F.; DIETRICH,

S.M.C.; BUCKERIDGE, M.S. Effect of atmospheric CO2 enrichment in the establishment of jatobá

seedlings (Hymenaea courbaril L. - Caesalpinaceae). Biota Neotropica, Campinas, v. submit, n.v2-1,

p. 1-10, 2002.

SOUZA, A.P.; GASPAR, M.; SILVA, E. A. ; ULIAN, E.C. ; WACLAWOVSKY, A.J. ; NISHIYAMA-JR, M. ; SANTOS, R.V. ; TEIXEIRA, M.M.; SOUZA, G.M.; BUCKERIDGE, M. S. Elevated CO2

increases photosynthesis, biomass, productivity and modifies gene expression in sugarcane. Plant, Cell and Environment, v. 31, p. 1116-11127, 2008.

KRETZSCHMAR, FERNANDA DOS SANTOS ; AIDAR, M ; SALGADO, I ; BRAGA, M ; AIDAR, M. P. M. ; SALGADO, IONE ; BRAGA, M. R. ; BRAGA, MARCIA REGINA . Elevated CO2 atmosphere enhances production of defense-related flavonoids in soybean elicited by NO and a fungal elicitor. Environmental and Experimental Botany, v. 65, p. 319-329, 2009.

OLIVEIRA, V. F.; ZAIDAN, L. B. P.; BRAGA, M. R. ; AIDAR, M. P. M.; CARVALHO, M. A. M. . Elevated CO2 atmosphere promotes plant growth and inulin production in thecerrado species

Vernonia herbacea. Functional Plant Biology (Print), v. 37, p. 223-231, 2010.

OLIVEIRA, V. F.; SILVA, E. A.; ZAIDAN, L. B. P.; CARVALHO, M. A. M. . Effects of elevated CO2 concentration and water deficit on fructan metabolism in Viguiera discolor Baker. Plant Biology (Stuttgart), v. 14, p. 1-12, 2012.

GÓRIA, MARINA MELONI ; Ghini, Raquel ; Bettiol, Wagner. Elevated atmospheric CO2

concentration increases rice blast severity. Tropical Plant Pathology (Impresso), v. 38, p. 253-257,

(6)

(7)

1. Experimento sob condições climáticas controladas em

estufas do tipo “Open top chambers” (OTCs)

2. Experimento em FACE (Free-air CO

₂

enrichment) na

Embrapa Meio Ambiente - Jaguariúna-SP

(8)

Avaliar os efeitos de elevadas concentrações

atmosféricas

de

CO

₂

sobre:

As respostas fotossintéticas e de resistência

natural e induzida em cultivares de café

(Coffea arabica L.) com diferentes graus

resistência

à

ferrugem,

mantidos

sob

condições de laboratório em câmaras de topo

aberto (OTCs) e de campo em sistema FACE.

(9)

Coffea arabica cv. Catuaí IAC 144 e Obatã vermelho IAC 1669-20 germinados em casa de vegetação

Transferidos aos 6/7 pares de folhas p/ vasos com substrato

Plantmax ®Café Curvas Ax RFA (IRGA Li-Cor 6400 XT) 16 dias 22 dias 32 dias 68 dias 82 dias 96 dias Carboidratos *Açúcares solúveis totais *Açúcares redutores *Amido 18 dias 39 dias 25 dias 82 dias 96 dias *Monossacarídeos *Oligossacarídeos (HPAEC/PAD 18 dias Cultivados em OTCs *380 ppm CO2 *760 ppm CO2 101 dias

Ensaio em OTC´s (mai/jul 2012)

Inoculação com esporos de H. vastatrix raça II (suspensão urediniospóros 200mg/mL)

Aos 16 dias de cultivo em OTC Coletas de folhas nos tempos: 0h, 24h, 48h ,

96h, 7d, 14d e 28dias após inoculação

Congresso Fisiologia Vegetal

2013

(10)



Inoculação natural por

H. vastatrix

presente

no

ambiente



Determinações

mensais

de taxas de trocas gasosas

de 3 plantas de cada cv. 2

anéis/tratamento

(380 ppm e 550ppm

CO2) utilizando IRGA

LiCor 6400 XT



estação seca (maio –

agosto)

estação úmida

(outubro-janeiro)

2012 e 2013



Coletas mensais de folhas

p/ análises



Maceradas

N

líq.,

liofilizadas

e

armazenadas em freezer

(-20ºC)

(11)

Marcadores de

resistência induzida

Determinação da

atividade de

peroxidases

(Urbanek et al., 1991)

Determinação da

atividade de

quitinases

(Wirth & Wolf ,1990)

Determinação de

fenóis solúveis

totais

(Swain & Hillis, 1959)

Determinação de

lignina

(Stadnik & Buchenauer, 2000)

(12)

Metabolismo

C e N

AST

(Dubois,1956)

AR

(Somogyi-Nelson, 1946)

Amido

(Amaral et al.,2007)

Análise

qualitativa dos

carboidratos

solúveis HPLC

(Carvalho et al., 1997)

Análises de

discriminação

isotópica de

carbono

Razão C/N

Análise do perfil

metabólico

(Roessner et al. 2001 modificado)

(13)

0 5 10 15 20 Am ax , (µm ol m -2 s -1 ) Catuaí 380ppm Obatã 380ppm Catuaí 760ppm Obatã 760ppm 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 16d 22d 32d 68d 82d 93d D F F F A , (µm ol m -2 s-1) Dias

Taxa assimilação líquida máxima (Amax) de carbono e pontos de compensação (PC) e saturação (PS) luminoso de plantas de cafeeiros arábica das cultivares Catuai (CAT) e Obatã (OBA), submetidos às atmosferas de 380 e 760ppm de CO2.

Resultados : 1º ensaio em OTC´s (mai/jul 2012)

• Os maiores valores médios

de

A

max

foram aos 16 dias

de cultivo sob ↑[CO

2

]

atm

.

• As curvas

A

x RFA

indicaram RFA

sat

de 800

µmol fótons m

-²

_s

-¹

_{para as}

duas cultivares sob

↑

[CO

₂

]

_atm;

• Sob atmosfera ambiente os

valores foram em média de

(14)

20 22 24 26 28 30 32 34 36 18 25 46 82 96 D DIA CATUAI 380 CATUAI 760 OBATA 360 OBATA 760 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 18 25 46 82 96 % N DIA CATUAI 360 CATUAI 760 OBATA 360 OBATA 760 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 18 25 46 82 96 C /N DIA CATUAI 360 CATUAI 760 OBATA 360 OBATA 760

(15)



Maior acúmulo de AST e

AR (até 39d) em geral;



sob ↑[CO

₂

]

_atm

CAT tende a

acumular + AS enquanto

OBA acumula + amido

_;



Aos 18 dias o incremento

de Sacarose é maior em

OBA independente de

[CO

₂

]

_atm

 Perfil Oligo e Monossacarídeos aos 25d, 39d, 82d e 96d = dados estão em análise!

(16)

Catuaí 380ppm

Obatã 380ppm

folhas folhas com

lesões

nº lesões esporuladas/

folha

folhas folhas com

lesões nº lesões esporuladas/ folha 94 ± 29 24 ± 14 24,7 ± 17,7 82 ± 23 0 0

Catuaí 760ppm

Obatã 760ppm

folhas folhas com

lesões

folha

folhas folhas com

lesões

folha

92±21 23±12 24,8±18,9 83±14 0 0

Resultados : 2º ensaio em OTC´s (mar/abr 2013)

(17)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 A, µ mol C O2 . m -². s -¹

Resultados: Fotossíntese de cafeeiros Catuaí e Obatã cultivados

em FACE

(18)

Em andamento...

 Atividades

 Status

 Experimento OTC

´s (2º ensaio 2013)

 Determinações bioquímicas

 Em curso

 Experimento FACE



 Determinações gasosas

 Em curso

 (Jan/2014)

 Determinações bioquímicas

 Isotopia de carbono

 Carboidratos

 Em curso

 (Jul/2014)

Inicio de Tese de Doutorado – Rodrigo Fazani Sanches

Interação Alto CO2 x disponibilidade hidrica – FACE

Colaboração Internacional com CIFC – Oeiras – Portugal.

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