Características hidráulicas e fotossintéticas em espécies C3 e C4 proximamente relacionadas

Abstract

As plantas C4 são conhecidas por manter uma alta eficiência fotossintética e maior eficiência do uso da água em relação às espécies C3. No entanto, pouco se sabe sobre as diferenças nas relações hídricas entre os tipos fotossintéticos, principalmente em espécies pertencentes a grupos de transição entre os tipos C3 e C4. Este trabalho teve como objetivo explorar as características hidráulicas, anatômicas e fotossintéticas em espécies C3 (Tarenaya hassleriana (Th) e T. longicarpa (Tl)) e C4 (Gynandropsis gynandra (Gg)) relacionadas da família Cleomaceae. Nos parâmetros de relações hídricas, o teor relativo de água no ponto de perda de turgescência foi similar nas três espécies (0,89). As espécies Th e Gg apresentaram valores similares para o potencial osmótico em turgescência plena (-0,80 MPa), potencial hídrico no ponto de perda de turgor (-0,84 MPa) e na capacitância pré-perda de turgor (C PT , 1,30 mol m -2 MPa -1 ); no entanto, a C4 apresentou uma alta C PPT (6,28 mol m -2 MPa -1 ). As espécies Tl e Gg apresentaram taxas fotossintéticas semelhantes (22,35 µmol CO 2 m - s -1 ), porém a espécie C4 apresentou a menor razão entre a taxa de transporte de elétrons pela taxa fotossintética (5,95). Em relação à condutância hidráulica foliar, as três espécies obtiveram valores semelhantes. Por outro lado, as espécies C3 foram mais vulneráveis à cavitação do que a espécie C4, sendo que esta última apresentou a maior margem de segurança hidráulica. Com isso, a espécie C4 pode ser considerada como uma planta eficiente e segura do ponto de vista hidráulico, sugerindo que tal vantagem pode ter sido chave para a evolução em ambientes áridos. Palavras-chave: Eficiência hidráulica. Vulnerabilidade hidráulica. Eficiência do uso da água. Cleomaceae.

C4 plants are known for maintaining high photosynthetic efficiency and greater water use efficiency than C3 species. However, little is known about differences in water relations between photosynthetic types, especially in species belonging to transitional groups between types C3 and C4. This work aimed to explore the hydraulic, anatomical, and photosynthetic characteristics in related C3 (Tarenaya hassleriana (Th) and T. longicarpa (Tl)) and C4 (Gynandropsis gynandra (Gg)) species of the Cleomaceae family. In the parameters of water relations, the relative water content at the point of loss of turgor was (TLP) similar in the three species (0.89). Th and Gg species showed similar values for osmotic potential at full turgor (-0.80 MPa), water potential at the turgor loss point (-0.84 MPa), and capacitance at full turgor and turgor loss point (C FT , 1.30 mol m -2 MPa -1 ); however, C4 showed a high C TLP (6.28 mol m -2 MPa -1 ). The Tl and Gg species showed similar photosynthetic rates (22.35 µmol CO 2 m -2 s -1 ), but the C4 species had the lowest ratio between the electron transport rate and the photosynthetic rate (5.95). Regarding leaf hydraulic conductance, the three species obtained similar values. On the other hand, the C3 species were more vulnerable to cavitation than the C4 species, the latter having the highest hydraulic safety margin. As a result, the C4 species can be considered an efficient and safe plant from the hydraulic point of view, suggesting that this advantage may have been key to the evolution in arid environments. Keywords: Hydraulic efficiency. Hydraulic vulnerability. Water use efficiency. Cleomaceae.