Padrão de respostas metabólicas de Curcuma zedoaria (Christm.) Roscoe sob a aplicação de reguladores vegetais e em condições de deficiência hídrica

Abstract

A dormência de gemas é um mecanismo metabólico e fisiológico do ciclo de vida de plantas, regulado pelo ambiente e pelos hormônios vegetais. A partir disso, nesse estudo foram investigados dois momentos cruciais no ciclo da dormência de Curcuma zedoaria (Christm.) Roscoe. O primeiro momento se trata da ação dos reguladores vegetais ethephon (ETH) e cinetina (Kt) na superação da dormência de gemas e na alteração do perfil metabólico volátil nos primeiros dias após as gemas superarem a dormência. O segundo momento consiste da ação do défice hídrico na mudança dos padrões metabólicos da planta e na comparação dos ajustes metabólicos durante a perda da parte aérea ocasionada pelo défice hídrico. Diante da primeira etapa da investigação, altas concentrações de ETH (600 mg.L-1) atrasam a brotação das gemas de rizomas e as demais concentrações diminuem o crescimento de raízes. Ethephon aumenta a proporção relativa de sesquiterpenos oxigenados e diminui a proporção de hidrocarbonetos monoterpênicos. Cinetina manteve a brotação de gemas semelhante às condições normais de crescimento. Além disso, Kt promoveu aumento das proporções relativas de monoterpenos e queda de sesquiterpenos. Na segunda etapa da investigação, as plantas que sofreram défice hídrico apresentaram tolerância ao estresse até o 17o dia de experimento. Plantas totalmente irrigadas também entraram em dormência, apresentando perda total da parte aérea após 99 dias de experimento. Além disso, a variação na fluorescência da clorofila a dessas plantas foi semelhante às plantas que sofreram défice hídrico. Apesar do défice hídrico causar degradação do amido, após a entrada da dormência e a reidratação desses rizomas, o metabolismo nesse órgão de resistência retoma as funções originais na formação de reservas de amido. Logo, reguladores vegetais e o défice hídrico modificam os padrões metabólicos no ciclo da dormência. Além disso, os padrões metabólicos auxiliam na interpretação das respostas ambientais expressas nas plantas e abrem novas perspectivas nas áreas da comunicação vegetal, ecofisiologia e bioquímica vegetal.

Bud dormancy is a metabolic and physiologic mechanism occurring during the plant life cycle, which is regulate by environment and plant hormones. In this study, we investigated two crucial points of dormancy cycle on Curcuma zedoaria (Christm.) Roscoe. The first one focused on the action of ethephon (ETH) and kinetin (Kt) on bud break and the alterations on volatile metabolic profile during the days after releasing of bud dormancy. The second aspect focused on the action of drought in changes of plant metabolic patterns and comparing the metabolic adjustments during leaf shedding provoked by water deficit. The first investigation showed that high concentrations on ETH (600 mg.L-1 ) delays the rhizome bud flush and the other concentrations of ETH decrease root growth. Ethephon enhances oxygenated sesquiterpenes and decreases monoterpene production. Kinetin maintains bud sprout similarly to control. Further, Kt increases the relative proportions of monoterpenes and decrease the relative proportions of sesquiterpenes. The second step of this investigation showed that plants under water stress presented drought tolerance until the 17th day of experiment. Plants totally irrigated also enter in dormancy, showing total aboveground loss after 99 days of experiment. Furthermore, the variation of chlorophyll a fluorescence of those plants was similar between plants that went through drought. Instead of water stress causes starch degradation, after dormancy entrance and rehydration of C. zedoaria rhizomes, the metabolism in this organ returns to your original functionality of starch synthesis. Thus, plant regulators and drought modify the metabolic patterns during dormancy cycle. Furthermore, metabolic patterns are useful for interpret the environmental responses expressed in plants and open new perspectives on plant communication, ecophysiology and plant biochemistry.