Fisiologia Vegetal
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Item Aspectos fisiológicos e da produção do amendoim (Arachis hypogaea L.) em resposta a diferentes condições de cultivo(Universidade Federal de Viçosa, 2024-05-27) Arruda, Rafaela da Silva; Ribeiro, Dimas Mendes; http://lattes.cnpq.br/9043825864508046O amendoim (Arachis hypogaea L.) é uma importante espécie agrícola cultivada para a produção de óleo e proteína. Para o aspecto de produção, o estabelecimento das plântulas é uma etapa fundamental, pois trata-se de uma fase crítica do desenvolvimento inicial das plântulas, sendo influenciada pela profundidade de plantio. Estudos têm constatado que sob diferentes profundidades de plantio, o crescimento do hipocótilo afeta o estabelecimento das plântulas causado, possivelmente, por modificações nos níveis de hormônios. O etileno pode estar envolvido no controle do crescimento do hipocótilo e da raiz das plântulas de amendoim. No entanto, as inter-relações entre a profundidade de plantio, etileno e metabolismo central na regulação do desenvolvimento das plantas amendoim são pouco compreendidas. Ademais, o amendoim é a única espécie de importância econômica que apresenta desenvolvimento geocárpico das vagens, no qual o ginóforo é o órgão especializado de crescimento geotrópico positivo, que apresenta em sua extremidade o ovário. Interessantemente, a falha na penetração do ginóforo no solo induz o aborto da semente. Há relatos de que o desenvolvimento embrionário e a formação da semente do amendoim são influenciados por fatores ambientais, hormonais e nutricionais. Neste contexto, as hipóteses de que o etileno induz alterações no crescimento e na produção de plantas de amendoim e que modificações no metabolismo primário e na absorção de minerais pelos ginóforos podem estar associadas ao desenvolvimento das sementes do amendoim foram investigadas. Os resultados mostraram que a germinação e a produção de etileno de sementes dos cultivares IAPAR 25 e Tatu Vermelho foram inibidas por solução de aminoetoxivinilglicina (AVG), um inibidor da biossíntese de etileno. Assim a inibição da AVG na germinação daquelas sementes parece uma consequência da inibição da produção de etileno. Além disso, a produção de etileno das sementes foi progressivamente inibida com o aumento da profundidade de plantio, o que induziu alterações no crescimento das plântulas, mas não afetou a produção das cultivares de amendoim. Ademais, a morfologia dos ginóforos do amendoim foi alterada pelos substratos de cultivo, períodos de incubação e pela concentração de cálcio no substrato de desenvolvimento dos ginóforos. Em geral, as maiores concentrações de açúcares totais foram observadas nos ginóforos incubados em vermiculita, areia e substrato comercial em relação aos ginóforos desenvolvidos fora de um meio de incubação (ginóforos aéreos). Assim, os ginóforos aéreos apresentaram reduções nos níveis de açúcares e maior consumo de O2. Entretanto, maiores níveis de fósforo, potássio, cálcio, zinco, ferro e cobre foram observados nos ginóforos aéreos em relação aos ginóforos desenvolvidos em vermiculita, areia e substrato comercial. As alterações na anatomia dos embriões foram observadas aos 15 dias de incubação nos substratos, contudo, não foi possível identificar o aborto de embriões. Ademais, a disponibilidade dos nutrientes dos meios de incubação (vermiculita, areia e substrato comercial) dos ginóforos influenciou as concentrações de minerais nos ginóforos, especialmente a concentração de cálcio. Assim, o desenvolvimento das sementes mostrou-se maior em ginóforos tratados com solução de cálcio. Este estudo apresenta novas perspectivas em relação a ação do etileno e profundidade de plantio em determinar o crescimento e estabelecimento de plântulas, além de como a absorção de minerais pelos ginóforos pode atuar modulando o desenvolvimento da semente e fruto do amendoim. Palavras-chave: Etileno; Crescimento de planta; Fruto geocárpico; Cálcio; Nutrição mineral; Produtividade.Item Using Solanum pennellii introgression sublines to understand the photosynthetic alterations associated with chromosome 2 QTL in tomato(Universidade Federal de Viçosa, 2023-05-16) Souza, Kaík Faria de; Nesi, Adriano NunesSome portion of the tomato's (Solanum lycopersicum) genome is involved on the regulation of photosynthesis. However, due to the complexity, the gene function and the regulation of mechanisms related to photosynthesis are still not fully understood. One of the ways to measure photosynthetic efficiency is through the CO2 assimilation rate (A). Some genomic regions of chromosome 2, termed BINs, have been associated with photosynthesis performance. These BINs were defined through studies with introgression lines (ILs). Thus, looking to investigate the phenotypes related to A and associated with the chromosome 2, one IL (IL2-5) and three subILs (IL2-5-2, IL2-5-6, and IL2-5-12) were selected. They delimit overlapping regions in the chromosome 2. These ILs also cover the BIN 2K, which has previously been associated with increases in A, starch content and increases in RuBisCO content. Thus, plants of the selected IL and subILs were exposed to an atmosphere enriched with 800 μmol CO2 mol-1 and a control atmosphere (400 μmol CO2 mol-1) aiming to unravel the mechanisms associated with increases in A and to search new genomic regions of tomato. Additionally, the used lines were subjected to drought stress in order to describe the behavior of this genotypes under this condition. The results suggested that the increase in A may be regulated by changes in the biochemical step of photosynthesis, evidenced by the improve in the electron transport rate (ETR) while diffusive mechanisms remaining stable. Experiments were established in 2 different years and evidences highlight the region covered by the SubILs (IL 2-5-2 and IL 2-5-6) as a candidate region for gene selection of photosynthesis regulation in tomato. In addition, the IL 2-5-2 kept its leaf water potential higher when compared to M82 when exposed to moderate drought. It did not differ in control conditions. Keywords: Photosynthesis. Elevated CO2. Drought. Introgression lines.Item Papel de diferentes fontes de selênio em aspectos fisiológicos de Pistia stratiotes submetida a estresse por arsênio(Universidade Federal de Viçosa, 2024-09-05) Neves, Pedro Henrique Santos; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/4521224695669281Embora represente uma operação com grande impacto econômico e social na fabricação de bens de consumo e de geração de emprego, a mineração é a causa de inúmeras contaminações ambientais, seja pela deposição inadequada de resíduos, que podem conter metais pesados e metaloides, como o As, ou até mesmo pelo rompimento de barragens que podem atingir os cursos d’água, vegetações e locais habitados. Uma das alternativas para a redução das concentrações de elementos tóxicos em corpos hídricos contaminados é a fitorremediação, técnica que utiliza plantas tolerantes e/ou acumuladoras para remover o contaminante do local. Trabalhos têm demonstrado a capacidade da macrófita aquática flutuante Pistia stratiotes em atuar na redução de resíduos tóxicos em meios aquáticos. Entretanto, a eficiência do processo é limitada pela ação desses poluentes, quando em concentrações elevadas, sobre o metabolismo vegetal. Algumas substâncias podem ser utilizadas para aumentar essa capacidade fitorremediadora, como o selênio (Se), o qual pode atenuar os danos celulares causados pela presença de elementos tóxicos, por meio da redução da absorção e ativação do sistema antioxidante. A indução desses mecanismos de tolerância pode utilizar o processo de rustificação, o qual consiste em manter as plantas, previamente à exposição aos poluentes, em determinadas concentrações do selênio. Embora a maioria dos trabalhos com Se abordem apenas os efeitos benéficos desse elemento, nossos resultados demonstraram que, em concentrações acima das consideradas ótimas e por períodos prolongados de exposição, podem ocorrer danos irreversíveis para as plantas, sendo considerado, nesse caso, um agente promotor de estresse oxidativo. Entretanto, quando em dosagem adequada, o Se foi responsável pela melhoria e aumento da capacidade antioxidante do vegetal, bem como pelo aumento da taxa de crescimento relativo e de pigmentos fotossintéticos. Esses resultados demonstram que plantas tratadas previamente com concentrações adequadas de Se podem ter a sua capacidade fitorremediadora aumentada. Após a definição das concentrações ótimas e do tempo de exposição adequado ao Se com fontes de selenito e selenato (2 µM por 5 dias), que tiveram como objetivo induzir processo de rustificação das plantas, aperfeiçoando mecanismos de tolerância ao estresse, as plantas foram expostas a concentrações tóxicas de As, por 3 dias. Nossos resultados indicaram que, após o processo de rustificação com Se, plantas de P. stratiotes conseguiram tolerar o estresse causado pelo metaloide. O tratamento prévio com Se foi capaz de atenuar a maioria dos danos causados pelo estresse oxidativo desencadeado pela exposição ao As. Entre os principais resultados destacam-se a capacidade antioxidante enzimática que foi aprimorada, além disso, pela afinidade química com o enxofre, o sistema antioxidante não enzimático também foi melhorado, sobretudo o ciclo dos tióis, tudo isso impulsionado pela nutrição mineral mais robusta proporcionada pelo tratamento prévio com Se. Tais melhorias contribuíram para a redução da formação de espécies reativas de oxigênio e dos danos moleculares. Sendo assim, a exposição prévia ao Se, seja na forma de selenato ou selenito, se apresenta como tecnologia promissora a ser empregada em processos de fitorremediação, tornando-a mais eficaz. Palavras-chave: estresse oxidativo; fitorremediação; rustificação; tolerância.Item On the use of genetic parameters and stomatal distribution to improve drought tolerance in eucalyptus(Universidade Federal de Viçosa, 2024-02-23) Oliveira, Leonardo Araujo; Martins, Samuel Cordeiro Vitor; http://lattes.cnpq.br/9304480162205332By having stomata on both leaf surfaces, amphistomatic species increase stomatal conductance to CO2 to achieve higher photosynthetic rates; however, the potential for greater water loss from the leaves also increases. In Eucalyptus, this is particularly interesting because amphistomatic Eucalyptus are common in more arid environments. Therefore, in this study, we investigated whether amphistomatic Eucalyptus species exhibit greater water supply and/or greater leaf resistance to drought than hypostomatic species to compensate for their "leaky" leaves. The only leaf-level drought resistance mechanisms observed in amphistomatous species were a higher modulus of elasticity, greater capacitance, and almost erect leaves. The higher rates of residual water loss, not accompanied by an increase in water distribution efficiency or leaf desiccation protection mechanisms, associated with the drier environments where amphistomatic eucalypts are common, suggest that these species may be more vulnerable to drought compared to hypostomatic species. In addition, we used the database generated during the characterization of seven of the eight species used in the previous study, applying the REML (Restricted Maximum Likelihood) / BLUP (Best Linear Unbiased Prediction), which makes it possible to estimate the variance components and predict the genetic values of individuals, as well as estimating genetic parameters such as heritability, accuracy and coefficient of genotypic variation. We carried out this analysis on anatomical variables, gas exchange, water relations, allometry, and growth, as well as the content of compounds from the metabolism. This information, which is scarce in the literature, indicates interesting characteristics for inclusion in breeding programs, speeding up the development of genotypes adapted to different environmental conditions from the juvenile stage. Reducing the time needed to develop new genotypes and increasing the efficiency of breeding programs. Keywords: amphistomatic; hypostomatic; eucalyptus; leaf residual water loss; heritability; accuracy; plant breeding.Item Age-dependent miR156-targeted SPLs are required for extrafloral nectary development and ecological relationships in Passiflora spp(Universidade Federal de Viçosa, 2024-03-22) Soares, Jéssica Ribeiro; Otoni, Wagner Campos; http://lattes.cnpq.br/3191746929406319Extrafloral nectaries (EFNs) are recognized as leaf structures that foster important ecologically protective mutualisms between plant and animal communities. In many species, EFNs are absent from leaves produced immediately after germination and appear as the plant ages, indicating a link with plant age. The miR156/SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE (SPL) module is the master regulator of the transition from juvenile to adult vegetative phase, but how age cues control EFN establishment remains poorly understood. Here, we combined genetic and molecular studies to investigate how leaf development and EFN patterning are regulated by miR156/SPL module in two EFN-containing Passiflora species with distinct leaf shapes. Low miR156 levels correlate with leaf maturation and EFN formation in Passiflora edulis and P. cincinnata. Consistently, overexpression of miR156 (miR156- OE), leads to low levels of SPLs, alters plant height and architecture, leaf morphology, and delayed flowering, as reported in other species. Furthermore, it affected leaf ontogeny and EFN in both species. Laminar EFNs were smaller and less abundant in both P. edulis and P. cincinnata miR156-OE leaves. Importantly, the ecological relationships established by EFNs and their sugar profiles were negatively regulated by high levels of miR156. Moreover, transcriptome analysis of young leaf primordia revealed that miR156-targeted SPLs may be required to properly express leaf and EFN development-associated genes in P. edulis and P. cincinnata. Our work provides the first evidence that the conserved age-dependent miR156/SPL module may be deployed to orchestrate EFN development and that the program responsible for EFN development is closely associated with the heteroblastic developmental program of the EFN-bearing leaves. Keywords: Heteroblasty. Vegetative phase change. Nectary. miR156/SPL. Passifloraceae.Item Caracterização de uma cultivar miniatura como modelo biológico para soja (Glycine max cv. MiniMax)(Universidade Federal de Viçosa, 2024-02-29) Lopes, Hendril da Silva; Zsögön, Agustin; http://lattes.cnpq.br/0139248589169614A soja [Glycine max (L.) Merr] é a principal cultura oleaginosa do mundo e a principal fonte de proteínas para humanos e animais. Nos últimos anos tem-se buscado entender a função de genes de interesse agronômico. O principal modelo biológico para estudos fisiológicos e moleculares nas duas últimas décadas é Arabidopsis thaliana. No entanto, apesar de sua importância e contribuição para o que sabemos de plantas hoje, não é uma espécie representativa para todos os grupos de plantas que existem, inclusive a soja. Assim, em 2010 foi proposto um modelo biológico para soja: G. max cv. Williams 82 teve o seu genoma completamente sequenciado, com um tamanho de 1,15 Gb. Mesmo assim, esta cultivar não possui algumas características cruciais para o pleno estabelecimento e adoção em diversos estudos. Sendo assim, Matthews e colaboradores, proporam um novo potencial modelo biológico para leguminosas, a cultivar anã de soja G. max cv. MiniMax (PI643148), que possui uma série de características desejáveis, tais como tamanho compacto, ciclo curto, prolificidade e capacidade regeneração in vitro. Surpreendentemente, este material não foi tão explorado até então. Aqui, realizamos alguns estudos básicos que serão cruciais para a adoção de MiniMax como modelo biológico. A caracterização morfológica comparativa entre MiniMax e Williams 82 evidenciou características que tornam MiniMax potencialmente um bom modelo biológico para estudos com soja. Nossos ensaios utilizando MiniMax como modelo de estudo, demonstraram a sua versatilidade em experimentos sob cultivo em casa de vegetação, bem como respostas sobre fixação biológica de nitrogênio ao ser tratada com inoculantes. Além disso, MiniMax tratada com biofertilizante demonstrou ser uma ótima ferramenta para validação de produtos comerciais. Ainda, realizamos o cruzamento inédito entre MiniMax e Williams 82 para geração de populações segregantes, e obtivemos sementes híbridas F1, que futuramente serão multiplicadas por autofecundação para o desenvolvimento de linhagens endogâmicas recombinantes (RILs). Estas populações serão fundamentais para identificação de QTLs de interesse para a cultura da soja. Os nossos resultados vão fornecer mais informações do cultivo e uso de MiniMax em ensaios experimentais, isso vai proporcionar a adesão deste material biológico cada vez mais por outros grupos de pesquisa, bem como a disponibilização de uma população de mapeamento para estudos moleculares em leguminosas. Palavras-chave: soja; Glycine max cv. MiniMax; G. max cv. Williams 82; bioensaios; modelo biológico.Item Impactos da melatonina na morfofisiologia e tolerância a estresses abióticos no cultivo in vitro ginseng-brasileiro [Pfaffia glomerada (Spreng.) Pedersen](Universidade Federal de Viçosa, 2023-09-20) Silva, José Victor Siqueira da; Otoni, Wagner Campos; http://lattes.cnpq.br/6842378575037067A Pfaffia glomerata, conhecida popularmente por ginseng-brasileiro, é amplamente utilizada devido a suas propriedades farmacológicas, como anti-inflamatória, analgésica, antioxidante e antimicrobiana, bem como no combate de problemas gástricos, perdas de memória, redução do estresse, ansiedade e depressão. Essas propriedades se devem, principalmente, ao metabólito secundário 20-hidroxiecdisona (20E), um fitoecdisteroide presente em algumas espécies vegetais e amplamente utilizado na indústria farmacêutica. De modo a elucidar a rota de biossíntese desse importante metabólito, a cultura de tecidos vegetais se apresenta como uma alternativa viável, pois permite o controle do ambiente de cultivo. Além disso, a cultura de tecidos é uma ferramenta importante para o estudo de tolerância ao estresse em plantas, bem como, a utilização de biorreguladores como alternativa de minimizar os danos causados pelo estresse. A melatonina é uma molécula multirregulatória capaz de atuar como hormônio, tem ação antioxidante, melhorando a tolerância de plantas a vários estresses. Dentre os estresses abióticos, o déficit hídrico é um dos que mais afetam o crescimento e desenvolvimento das plantas e contribui para a redução da produtividade agrícola. Assim, objetivou-se avaliar a influência da melatonina na morfofisiologia e na produção de antocianinas e 20-hidroxiecdisona em P. glomerata cultivada in vitro, bem como investigar seu efeito em plantas cultivadas sob déficit hídrico. Para isso, foram executados dois experimentos. No primeiro experimento foi avaliado o efeito da aplicação de diferentes concentrações de melatonina (0, 10, 100, 500 e 1000 μM). No segundo foi avaliado os efeitos do déficit hídrico, bem como a influência da melatonina nas respostas de tolerância ao estresse. Os efeitos do déficit hídrico foram provocados pela suplementação do meio de cultura com polietilenoglicol (PEG 4000). Em ambos os experimentos foram utilizados segmentos nodais de aproximadamente 2 cm, os quais foram inoculados em meio Murashige e Skoog (MS), sendo as culturas mantidas a 25 ± 2 ° C, sob fotoperíodo de 16 h e irradiância de 41 μmol. Observou-se que apesar de afetar negativamente o desenvolvimento das plantas quando em altas concentrações, a melatonina também desencadeia respostas antioxidantes, modula o metabolismo primário e a biossíntese de 20E e tem influência sobre hormônios relacionados com respostas de tolerância ao estresse. Plantas cultivadas sob estresse hídrico apresentaram redução no crescimento e na biomassa, incremento nos teores de MDA e H2O2, bem como alterações no metabolismo primário e secundário; em contrapartida, as plantas apresentaram uma série de respostas de tolerância ao estresse, como o aumento da atividade de enzimas do estresse oxidativo. A melatonina induziu respostas cruciais na mitigação do estresse, reduzindo a peroxidação lipídica, evitando a degradação de proteínas, e aliviando o estresse oxidativo. Este trabalho contribui para uma compreensão mais profunda da melatonina como uma molécula reguladora em plantas e fornece novas evidências sobre as consequências do déficit hídrico e do uso de biorreguladores nas respostas de tolerância ao estresse em plantas de P. glomerata. Palavras-chave: Amaranthaceae; Elicitação; 20-hidroxiecdsona; Fitoecdisteroides; Propagação in vitro.Item Alumínio altera parâmetros morfofisiológicos durante a germinação e crescimento inicial de plântulas de soja (Glycine max)(Universidade Federal de Viçosa, 2023-12-13) Gonçalves, Bruno Guilherme; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/2611360052180568O estresse por alumínio (Al) é intensificado em solos ácidos, principalmente devido a sua ionização em cátion trivalente, que é considerada a forma mais tóxica para as plantas. O cultivo da soja (Glycine max L. Merrill) é amplamente difundido em áreas onde predominam solos ácidos. A germinação e o estabelecimento da plântula são fases sensíveis do ciclo de vida da planta. Contudo, apesar da relevância dessas fases para o estabelecimento das lavouras, o efeito do Al na germinação de espécies cultivadas ainda é pouco explorado. Algumas estratégias podem ser utilizadas para atenuar a toxidez por Al nessa condição, inclusive o uso do silício (Si). Nesse sentido este trabalho consistiu em: i) avaliar os efeitos do Al sobre a germinação e parâmetros de desempenho de plântulas de 65 cultivares comerciais de soja; ii) avaliar os parâmetros fisiológicos e metabólicos das plântulas de dois cultivares (tolerante e sensível) selecionados no item i); iii) no cultivar tolerante, avaliado o papel do Si (1 mM) e células de borda da raiz (CBRs) na mitigação do estresse por Al (100 e 300 µM) em plântulas de soja.Na presença de Al, os parâmetros biométricos radiculares foram as características que demonstraram maior importância para diferenciar o desempenho dos cultivares. Estes foram alocados em quatro grupos, aos quais o comportamento diferencial sob estresse por Al pode ser atribuído à maior (Grupos I e II) e menor sensibilidade a este elemento (Grupos III e IV). Dois cultivares com respostas contrastantes ao Al foram selecionados: tolerante (50152RSF IPRO) e sensível (NA5909 RG). Na presença de Al no cultivar tolerante houve a formação de CBRs e a ativação de um sistema antioxidante robusto, contribuindo para minimizar os efeitos do estresse oxidativo ocasionado pelo Al. Em relação ao metabolismo primário, o teor dos açúcares solúveis aumentou o malato reduziu em ambos os cultivares. Na ausência de Si, o estresse por Al inibiu o crescimento radicular devido ao elevado acúmulo deste elemento nos ápices radiculares que resultou em estresse oxidativo e morte celular. Por outro lado, a adição de Si aumentou a síntese de mucilagem e a presença de CBRs, que reduziu o acúmulo de Al e impediu a ocorrência de estresse oxidativo e danos de membrana nos ápices radiculares, melhorando a performance das plântulas. Nesta terceira etapa foi demonstrado o potencial do Si em atenuar os efeitos tóxicos do Al em soja, atuando como elemento benéfico para melhorar o desenvolvimento de plantas cultivadas em solos ácidos. Palavras-chave: células da borda da raiz; estresse oxidativo; metabolismo primário; silício; tolerância ao alumínio.Item Role of mitochondrial calcium transport and redox metabolism on dark-induced senescence and aluminum stress tolerance(Universidade Federal de Viçosa, 2024-04-30) Silva, Marcelle Ferreira; Araújo, Wagner L.; http://lattes.cnpq.br/1429418814649373Stress can be caused by a broad range of conditions and different cellular responses can significantly alter plant metabolism to cope with such conditions. Aluminum (Al) toxicity is a critical factor limiting plant growth in acidic soils. Al is a highly redox reactive element, and its main symptom is root growth inhibition. Dark is another common stress that affects plants; in this scenario, dark-induced senescence is a highly regulated process that requires massive transcriptional and metabolic reprogramming to break down and remobilize valuable resources. For both stresses aforementioned, mitochondrial metabolism is crucial to support cellular processes; accordingly, in Al toxicity it is involved in providing organic acids (OA) to complex Al, whereas in dark conditions it is intimately related to carbon and nitrogen remobilization. In this context, two main processes, related to mitochondria, underpin important cellular responses to these different abiotic stress conditions namely (i) redox system and (ii) calcium (Ca 2+ ) transients. Evidence suggests that thioredoxin (TRX) system are responsible for mitigating oxidative damage through the control of reactive oxygen species (ROS), thus making it important to sustain plant development following abiotic stress. Moreover, Ca 2+ signaling is directly involved in responses to environmental cues. Here we attempted to understand how the Arabidopsis’ mitochondrial TRX system participates in the mitigation of the Al toxicity and how mitochondrial Ca 2+ transporters modulate the dark-induced senescence responses. Surprisingly, our findings revealed the major importance of the GR redox system status in Al mitigation compared to the TRX system. Our results further demonstrated a clear difference in chlorophyll degradation pathway under dark conditions for the mutants lacking the mitochondrial Ca 2+ transporter. We further asked whether this phenomenon was related to the matrix enzyme glutamate dehydrogenase (GDH2) and its regulation by Ca 2+ ; nevertheless, a clear connection between the mitochondrial Ca 2+ transporter and matrix Ca levels and the chlorophyll degradation was not unequivocally apparent. Collectively, our results indicate that mitochondrial metabolism plays an important role in coping with abiotic stress conditions and perturbations in this organelle lead to differential metabolic response under stress conditions. Keywords: Glutamate dehydrogenase; Glutathione; Thioredoxin.Item Morphophysiological impacts on Luffa cylindrica (L.) M. Roem. as affected by Paclobutrazol and CO 2 -enriched atmosphere(Universidade Federal de Viçosa, 2024-02-19) Dutra, Quezia Pains; Otoni, Wagner Campos; http://lattes.cnpq.br/0147152869635319Morphophysiological impacts on Luffa cylindrica (L.) M. Roem. as affected by Paclobutrazol and CO 2 -enriched atmosphere. Advisor: Wagner Campos Otoni. Co-Advisor: Tatiane Dulcineia Silva. The plant life cycle involves various strategies to resume growth and development by sensing internal and environmental cues. The environment significantly influences plant metabolism, affecting the production of primary and secondary metabolites. High concentrations of atmospheric CO 2 , among other factors, such as compounds called stress relievers, can trigger the production of specific compounds, influencing functional structures such as vascular tissues. The xylem tracheary elements (TEs) undergo a highly regulated differentiation process involving dedifferentiation, redifferentiation, and programmed cell death, resulting in lignified secondary walls. Luffa cylindrica, a Cucurbitaceae, shows elevated investment in growth and vascular differentiation to sustain the high ovary development rates that culminate in large fruits with typical richness in lignocellulosic fibers. We aimed to investigate the morphophysiological, biochemical, and molecular impacts in plants of the target species exposed in vitro to Paclobutrazol (PBZ) concentrations (0 – control; 0.21; 0.42; 0.85; 1.7; and 3.4 µM); and to CO 2 -enriched atmospheres in open-top chambers {ambient - a[CO 2 ] (± 400 µM mol -1 ) and enriched - e[CO 2 ] (± 800 µM mol -1 ). Regarding PBZ, as expected, this growth regulator promoted alteration in plant growth, reducing stem and root size. Likewise, the leaves were smaller, more pigmented, and thicker. As a result, the photosynthetic rate decreased at dosages of 1.7 and 3.4 µM of PBZ. In addition, changes in morphology were observed, such as an increase in the area of the vessels of the metaxylem and mesophyll at higher concentrations and the vascular bundle area. PBZ at concentrations of 0.85, 1.7, and 3.4 µM also increased the activity of the antioxidative enzymes, namely Catalase and Peroxidase, as well as lipid peroxidation (as indicated by MDA). There was also an increase in the expression of genes involved in the biosynthesis of polyamines, Thermospermine synthase (LcACL5), Polyamine oxidase (LcPAO), Spermidine synthase (LcSPDE) at the higher concentrations, as well as an increase in Cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD), involved in the lignin biosynthesis pathway. Regarding CO 2 enrichment, e[CO 2 ] significantly increased plant height and root length. Over time, there was also an increase in dry and fresh mass, biomass, and specific leafarea. The analyzed enzymes CAT, SOD, POD, and APX did not change. Concerning sugar content, an increase was observed after 25 days of experimentation with high CO 2 . The availability of CO 2 promoted an increase in carbohydrates, which are mobilized for the biosynthesis of essential compounds for plant growth and development. The genes' expression in the lignin (Cafeato o-methyltransferase - COMT) and polyamine biosynthesis (ACL-5) pathways were positively regulated. These changes in growth and biochemistry allow us to understand that, at high CO 2 concentrations, there is a photosynthetic efficiency that favors the growth and development of this species. The high adaptive efficiency and the reorganization of its metabolism allow this species to survive the future scenario of an environment with high CO 2 concentrations. This study plays an exploratory role in understanding the effects of climate change and its wide-range implications in various areas, such as agricultural adaptations, biodiversity conservation, and human health.