Estudos de Afinidade ao Cálcio (Ca2+) de Cultivares de Lycopersicon Esculentum Mill

Abstract

"Sem resumo feito pelo autor"; - Apesar do considerável interesse que revestem os estudos sobre nutrição cálcica e a importância da mesma na fisiologia e morfogénese vegetal, só um limitado número de estudos tem sido realizados para avaliar as diferenças varietais em relação à absorção, transporte, translocação e eficiência de utilização do ião, como um conceito integrado. Os estudos sobre o cálcio estão comummente relacionados com as suas funções bioquímicas, desenvolvimento vegetal, transporte pelas membranas celulares e entre os diferentes tecidos da planta, com os seus efeitos sobre a síntese da parede celular, e mais recentemente a sua função como substância de sinalização. No entanto, no presente estudo abordou-se sob o ponto de vista integrado os efeitos do cálcio sobre todas as partes da planta, salientando as diferenças varietais em relação a afinidade das mesmas pelo ião em estádios prematuros da vida da planta (teste precoce). Utilizou-se a cultura in vitro como método de trabalho por permitir um controle apurado tanto da composição dos meios como das condições ambientais a que foram sujeitas as plântulas durante o decorrer dos ensaios. Incorporou-se o conceito de teste precoce, ou seja as plântulas foram retiradas do meio passados 15 dias do inicio da cultura; procedendo-se a avaliação das variedades em função da sua afinidade pelo cálcio. Analisaram-se os efeitos que diversas concentrações de cálcio teriam sobre o conteúdo de cálcio nos tecidos da parte aérea e da raiz das variedades seleccionadas, e quais as modificações que os níveis de cálcio nos tecidos teriam sobre os parâmetros biométricos. Estudos preliminares no campo permitiram seleccionar duas variedades com diferente susceptibilidade à podridão apical (Blossom-end-rot), sendo esta uma desordem fisiológica que se caracteriza por uma marcada deficiência de cálcio na parte distai dos frutos e que no tomate para indústria representa uma das principais causas de depreciação dos frutos para a indústria de pelado e concentrado. O meio de cultura de base para todas as experiências realizadas neste trabalho foi o de Murashige e Skoog (1962) modificado em relação à concentração de cálcio (as quais variaram, segundo as experiências entre não adição e 4.5 mM). Testou-se também o comportamento das variedades em função dos níveis de cálcio externo quando submetidas a diferentes quantidades de energia, tanto da energia fotossintética (plantas em regime autotrófico) como aquela que é incorporada através da sacarose do meio (regime heterotrófico). Por outro lado modificou-se a quantidade e qualidade da fonte de azoto incorporada no meio de cultura e observou-se o seu efeito na absorção e translocação do cálcio na planta. Para caracterização das variedades em função da sua afinidade com o cálcio foram medidos vários parâmetros biométricos, assim como os conteúdos internos de cálcio, a partição do cálcio entre raiz e parte aérea e a eficiência de utilização do ião pelas variedades. Encontraram-se diferenças substanciais entre as variedades no que diz respeito a homeostasia cálcica e à eficiência de utilização do ião, especialmente quando submetidas a condições extremas de cálcio no meio (défice e excesso). As cultivares analisadas apresentaram variações nos seus parâmetros biométricos, estando estes correlacionados com os conteúdos de cálcio nos tecidos o que mostra variações estruturais e fisiológicas entre elas. As alterações energéticas (sacarose e PAR), e das fontes de azoto incorporadas no meio, modificaram substancialmente as quantidades de cálcio nos tecidos das duas variedades. ABSTRACT Despite the considerable interest in calcium nutrition and its importante in the physiology and morphogenesis of planta, only a limited number of studies have especially focused on variety diferences in calcium uptake, distribution and use efficiency in an integrated concept. Calcium studies are commonly related with biochemical functions, plant development, and transport by membranes and between tissues, effects on the wall syntheses, on carbohydrate metabolism, calcium as a signal substance and recently calcium pumping ATPase. Our approach however involves the integration of ali the seedling parts tries to point out diferences between varieties relatively to their Ca2+ affinity at early stage of plant life. We analysed also the effect of calcium in a wide range of calcium media concentration. We used artificial conditions (in vitro culture) to control the nutrient medium composition and the environmental conditions of the plant. Preliminary experimenta in the field on tomato blossom end. rot (physiology disorder related to calcinam fruits deficiente) allowed us to select two varieties with différent calcium sensibility. We used Murashige and Skoog (1962) basal medium modified for calcium. concentration (in a range between traces and 4,5 mM of calcium) to evaluate the varieties behaviour on calcium media content. Otherwise we tested the varieties at different leveis of calcium media content in relation with the quantity of energy brought by the photosynthetic active radiation (PAR) and by different quantities of sucrose. We also tested the interaction between the quantity and quality of nitrogen in the media and the calcium absorption and distribution in the plant. Biometrics parameters, tissue calcium content, partitioning of calcium between the seedling parts, and calculations of the calcium use efficiency are used to evaluate variety diferences. Substantially diferences about calcium homeostasis and calcium used efficiency are found between varieties, especially at the extremes (deficit and excess of calcium media concentration). The biometrics parameters in correlation with the calcium media content reflect also structural and physiological variation. The levei of energy as a carbon source modifies substantially the capacity of the internai calcium regulation and this capacity was not the same for the two varieties. One of the varieties showed much more efficiency to regulate tissue calcium content even when no sucrose is added and PAR is reduced to 50%. These results could be analysed in terms of calcium pump system efficiency.