AÇÃO DO ÁCIDO GIBERÉLICO NO CRESCIMENTO DE PLANTAS

XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.
AÇÃO DO ÁCIDO GIBERÉLICO NO CRESCIMENTO DE PLANTAS
ANÃS E PLANTAS EM ROSETA
Joelson Moura1
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Introdução
Dentre os variados hormônios vegetais, pode-se citar o ácido giberélico, ou giberelina como é mais conhecido,
descoberto e purificado a partir de uma fitopatologia em plantas de arroz, causada pelo fungo Giberella fujikuroi.
As giberelinas são derivadas de um esqueleto químico comum, o ent-giberelano, que é enantiômero de um composto de
ocorrência natural, o caureno. As giberelinas agem de forma expressiva na germinação de sementes, tanto na quebra de
dormência quanto no controle da hidrólise de reserva. Agem também no desenvolvimento reprodutivo afetando a
transição do estado juvenil para o maduro, bem como a indução da floração, determinação do sexo e o estabelecimento
do fruto (TAIZ; ZEIGER, 2004). Durante a transdução do sinal químico provocado pela ligação da giberelina ao
receptor, a mudança na conformação do receptor desencadeia uma série de eventos que resulta na proteólise de
proteínas da família DELLA (reguladores negativos da transcrição), permitindo, assim, a transcrição de determinados
genes que caracterizarão a resposta específica a ser executada por ação do fitormônio em questão.
Dentre as respostas relacionadas à experiência realizada, destaca-se o papel das giberelinas no alongamento
celular. Sabe-se que as auxinas medeiam o alongamento celular através da extrusão de prótons e conseqüente
acidificação da parede celular. Em contrapartida, as giberelinas não parecem induzir libertação de prótons, mas sim a
ativação da transcrição de genes de expansinas e parece atuar em alguma etapa envolvendo a enzima Xyloglucan
Endotransglucosylase, Hidrolase (XTH), cuja função parece ser facilitar a penetração de expansinas na parede celular.
No entanto, um modelo do alongamento celular promovido por giberelinas mostra que esse alongamento parece
depender da acidificação promovida pelas auxinas, já que os prótons ativam as expansinas.
As giberelinas atuam de diversas formas, o que lhes conferem variadas funções, entre elas a regulação do
crescimento do caule em plantas anãs e em roseta; a modulação da transição da fase juvenil para a adulta, como no caso
das coníferas jovens, que são induzidas a entrar na fase reprodutiva a partir da aplicação de uma combinação de GA4 E
GA7; participam da germinação da semente, através da ativação do crescimento vegetativo do embrião, do
enfraquecimento da camada do endosperma, da mobilização de reservas energéticas para o embrião ou até mesmo na
estimulação da produção de numerosas hidrolases, pela camada da aleurona; atuam ainda na floração, ao mediar os
fatores ambientais desta, como no caso do milho( Zea mays), causando feminização de flores masculinas; e também o
estabelecimento do fruto, após a polinização. Além disso, as giberelinas são usadas para fins comerciais, como no caso
da maltagem da cevada; na aplicação em folhas (para manter-se a coloração verde); no cultivo de uvas, para obtenção de
frutos maiores; no cultivo de cana de açúcar, assim como na produção de frutos partenocárpicos.
Material e métodos
O experimento foi conduzido em quatro etapas distintas durante vinte e um dias. Utilizamos três vasos de
plantas de feijoeiro anão (Phaseolus sp.), com 3 plantas em cada vaso. Os vasos eram regados sempre que necessário,
para que os cotilédones ficassem expandidos e o primeiro par de folhas bem desenvolvido. Também etiquetamos as
1
Primeiro Autor é aluno de graduação, Departamento de Biologia, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Rua Dom Manoel de Medeiros,
s/n, Dois Irmãos - CEP: 52171-900 - Recife/PE, E-mail: [email protected].
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plantas para identificar a sua evolução ao longo da experiência. Pulverizamos cada vaso com uma solução diferente:
água destilada, GA3 10-5 M e GA3 10-3 M.
Após alguns dias, mediu-se os comprimentos totais de cada planta, até ao meristema apical. Uma nova
pulverização foi aplicada, utilizando para cada grupo de plantas num vaso, uma das soluções referidas (incluindo um
grupo com água). Durante
todo o período da experiência (±20 dias) esse processo foi mais uma vez repetido,
registrado-se sempre o resultado das medições feitas.
Resultados e Discussão
A partir da aplicação das soluções referidas, obtivemos os resultados esperados, no qual ocorreu um maior
crescimento nas plantas do vaso pulverizado com GA3 10-3 M, apesar da diferença para os vasos pulverizados com GA3
10-5 M não ter sido muito distinta. A altura média das plantas na medição do primeiro dia era de 35,5 cm. As plantas
pulverizadas apenas com água tiveram um crescimento mais lento, ao que no final da experiência uma das plantas
atingiu a máxima de 75,5 cm. Nas plantas pulverizadas com ácido geberélico onde concentração era mais baixa (10-5),
uma das plantas atingiu a máxima de 1,20 m, a mesma altura que foi alcançada por uma planta pulverizada com GA3 103
(mais concentrada). Acreditamos que o motivo do ocorrido se deve ao fato de que, o caule de uma das plantas
pulverizadas com GA3 10-3 partiu-se, mas mesmo assim, após colocarmos uma paleta, continuou crescendo
proporcionalmente.
Muitas podem ser as causas do não crescimento de uma planta. Antes das descobertas moleculares a respeito das
giberelinas Mendel dividiu as plantas anãs das plantas altas, associando-as aos alelos Le/le. Hoje sabemos que o gene
está relacionado a via de síntese do GA1 através da conversão do precursor GA20 na giberelina “ativa”. As plantas anãs
(le/le) não possuem a capacidade de fazer essa via de síntese. Uma das causas da não resposta as giberelinas pode ser
também uma mutação no receptor gid1. Uma vez que o hormônio se liga ao receptor gid1 inicia-se a cascata de
sinalização. Grosso modo, a ligação da giberelina sinaliza a degradação do repressor (Proteína DELLA) e permite a
transcrição de fatores de crescimento para várias funções: crescimento da semente, alongamento do caule, participando
no fototropismo. Nesse último caso, a giberelina ativa é encontrada em grande concentração no ápice caulinar, região a
partir da qual ocorre o crescimento vertical, alongamento do caule, onde parece ser sintetizada naturalmente. Por isso,
nesse experimento a solução hormonal foi aplicada apenas no ápice.
Um acontecimento não programado que teve resultados curiosos nesse trabalho foi a perda de uma parte
considerável de um dos indivíduos experimentais. Uma das plantas teve sua porção superior ao primeiro nó quebrada. O
restante do caule foi cortado conservando o nó mais inferior e a solução de GA3 foi borrifada. Uma semana depois se
verificou crescimento de 0,6 m de caule com folhas bem desenvolvidas. O GA3 tem ação direta sobre o crescimento
vertical do caule. Não houve alterações visíveis no âmbito do desenvolvimento das estruturas caulinares anexas (folhas,
tricomas, etc). Mesmo com crescimento vertical extremamente significativo em relação ao grupo tratado com água os
indivíduos tratados GA3 não exibiram durante o experimento nenhuma anomalia morfológica visível a olho nu. As taxas
de crescimento acompanharam o aumento na concentração de GA3, o que aparentemente teria continuidade caso usassemos concentrações mais elevadas do hormônio. Entretanto não sabemos até que ponto a substancia teria seu efeito
ampliado ou se geraria problemas relacionados à toxicidade.
Referências
Taiz, L. & Zeiger, E, 2004. Plant Physiology 3ª Ed. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland.
Salisbury, F. B. & Ross, C. L. 1992. Plant Physiology 4ª Ed. Wadsworth Publishing Company, California.
Davies, P. J. 2004. Plant Hormones 3ª Ed. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.
Mean Plot (Fsio veg.sta 10v*36c)
110
100
90
Altura
80
70
60
50
40
30
A
B
Mean
Mean±0,95*SE
C
Tratamento
A) Água; B) GA3 10-5 ; C) GA3 10-3
Dia 1
Dia 21
Figura 1. Imagens das plantas pulverizadas com água
Dia 1
Dia 21
Figura 2. Imagens das plantas pulverizadas com GA3 10-5 M
Dia 1
Figura 3. Imagens das plantas pulverizadas com GA3 10-3 M