What is the influence of ordinary epidermal cells and stomata on the leaf plasticity of coffee plants grown under full-sun and shady conditions?

Abstract

Stomata are crucial in land plant productivity and survival. In general, with lower irradiance, stomatal and epidermal cell frequency per unit leaf area decreases, whereas guard-cell length or width increases. Nevertheless, the stomatal index is accepted as remaining constant. The aim of this paper to study the influence of ordinary epidermal cells and stomata on leaf plasticity and the influence of these characteristics on stomata density, index, and sizes, in the total number of stomata, as well as the detailed distribution of stomata on a leaf blade. As a result, a highly significant positive correlation (R2a = 0.767 p < 0.001) between stomatal index and stomatal density, and with ordinary epidermal cell density (R2a = 0.500 p < 0.05), and a highly negative correlation between stomatal index and ordinary epidermal cell area (R2a = -0.571 p < 0.001), were obtained. However in no instance was the correlation between stomatal index or stomatal density and stomatal dimensions taken into consideration. The study also indicated that in coffee, the stomatal index was 19.09% in shaded leaves and 20.08% in full-sun leaves. In this sense, variations in the stomatal index by irradiance, its causes and the consequences on plant physiology were discussed.

Os estômatos são fundamentais na fisiologia vegetal e na sobrevivência das plantas. Em geral, com a diminuição da irradiância, a frequência estomática, ou mesmo epidérmica, por unidade de área foliar diminui, enquanto as dimensões dos estômatos aumentam. Por outro lado, acredita-se que o índice estomático, sendo uma característica intrínseca da planta, permanece constante. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência das células epidérmicas ordinárias e das células estomáticas na plasticidade da folha e as influências destas características sobre a densidade e no índice estomático, bem como nas dimensões e no número de estômatos e descrever, em detalhes, os principais fatores que os alteram. Verificou-se, neste trabalho, uma correlação fortemente significativa (R2a = 0,767 p < 0,001) entre o índice estomático e a densidade estomática, ou mesmo, entre este e a densidade de células epidérmicas (R2a = 0,500 p < 0,05). Uma forte correlação negativa entre o índice estomático e a área das células epidérmicas (R2a = –0,571 p < 0,001) também foi verificada, entretanto, nenhuma correlação foi verificada entre o índice estomático e as dimensões dos estômatos, assim como sugere a literatura. De qualquer modo, este estudo demonstrou que o índice estomático do cafeeiro é de 19,09% nas folhas sombreadas e de 20,08% nas folhas a pleno sol. Neste sentido, as variações no índice estomático causadas pela irradiância, suas causas e consequências para a fisiologia vegetal são discutidas em detalhes.