Quais os efeitos da aplicação exógena de etileno em frutos climatéricos?

Reguladores do crescimento vegetal

Histórico e Origem

Em 1864, observação de Dimitry Girardin na Alemanha, por meio do desfolhamento das árvores próximas as lamparinas de iluminação das ruas.

Em 1901, NELJUBOV, observou que plântulas de ervilha crescendo no escuro apresentavam crescimento horizontalizado devido a composição do ar de seu laboratório.

 (presença de etileno).

Rodrigues (1932) – fumaça (etileno) causava floração em abacaxi (Porto Rico) e manga (Filipinas).

Em 1934, R. GANE na Inglaterra,  isolou o gás etileno produzido pelo frutos da maçã, classificando-o como um fitormônio.

Michener (1938) – Efeitos do etileno – estava correlacionado às mudanças das auxinas

1959 – Cromatografia a gás e outras técnicas – reconhecido como hormônio

Origem e biossíntese:

Origem: a partir do aminoácido Metionina.

É um hidrocarboneto insaturado que sofre rápida oxidação em contato com o ar. É inflamável e rapidamente sofre oxidação, podendo também ser hidrolisado a etilenoglicol.

É um hormônio inibidor do crescimento, gasoso, produzido em quase todas as partes da planta. As regiões meristemáticas e dos nós são as mais ativas na síntese de etileno. Único gás que participa de regulação dos processos fisiológicos das plantas.

Regiões de produção

Regiões meristemáticas e nodais

Folhas jovens e velhas

Em tecidos senescentes

Frutos na fase final da maturação

**Pode ser produzido em quase todas as partes dos vegetais superiores – taxa de produção depende do tipo de  tecido e do estágio de desenvolvimento. Por ser um gás o etileno DIFUNDE-SE na fase gasosa dos espaços intercelulares dos tecidos (difusão).

Precursor imediato ACC (ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico) se movimenta via XILEMA

Biossíntese e transporte

Biossíntese do etileno pode aumentar com:

•Estresse fisiológico provocado por inundação;

•Temperatura; •Estresse hídrico;

•Infecções de vários patógenos;

•O2;

•Lesão.

**

Aumento na transcrição do mRNA da ACC sintase.

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Auxinas podem elevar os níveis de Etileno:

•Essas respostas podem ser atribuídas à capacidade das auxinas promoverem a síntese de etileno pelo aumento da atividade da ACC sintase;

•Após a aplicação exógena do AIA, ocorre o aumento da transcrição de múltiplos genes da ACC  sintase, elevando a produção de etileno;

*lembre-se do balanço hormonal

Citocinina estimula ACCsintase. O ABA tem efeito na expressão de genes da enzima ACC-oxidadase.

Degradação do Etileno

Efeitos fisiológicos nas plantas e uso na agricultura:

Senescência e abscisão de folhas e flores:

A senescência consiste no conjunto de mudanças que provocam a degradação e a morte da célula vegetal.

O etileno é um hormônio vegetal com função inibitória sobre a divisão e expansão celular, bem como sobre o transporte de auxina.

Durante o envelhecimento da folha/flor, a biossíntese de auxina diminui e as folhas se tornam mais sensíveis ao etileno (o2 para oxidação). Atua na remobilização de reservas durante a senescência das plantas.

Ethephon em Tabaco

Ethephon (“etileno líquido”): precursor liberador de etileno

É o regulador mais utilizado na agricultura

– ácido 2-cloroetilfosfônico

Nome comercial Ethrel®

Exemplo em plantas caducifólias

A concentração das auxinas nas folhas de plantas diminui no outono, induzindo modificações na chamada zona de abscisão, que passa a produzir etileno.

 O etileno enfraquece as células a tal ponto que o peso da folha é suficiente para romper sua ligação com o caule, assim a folha se destaca e cai.

•Fase de manutenção da folha: Se observa um  gradiente decrescente de auxina da folha para o caule,  a qual mantém a zona de abscisão em um estado não  sensível; •

•Fase de indução da queda: A redução ou reversão do  gradiente de auxina da folha para o caule,  normalmente associada com a senescência, torna a  zona de abscisão sensível ao etileno; •

•Fase de queda: As células sensibilizadas da zona de  abscisão respondem às baixas concentrações de etileno  endógeno pela produção e secreção de celulases e  outras enzimas degradantes da parede celular,  resultando na queda da folha.

Amadurecimento de frutos

Atividade em diversas rotas metabólicas (ações de enzimas) que culminam em alterações nos atributos de qualidade de fruto como aroma, sabor, textura e cor.

Alterações na estrutura da parede celular;

Acúmulo de pigmentos;

Perda de firmeza;

Produção de substâncias voláteis aromáticos;

Conversão de amido a açúcares.

Índices para avaliar qualidade pós-colheita de goiabas em diferentes estádios de maturação Marisa Azzolini, Angelo Pedro Jacominoe Ilana Urbano Bron. Pesq. agropec. bras., Brasília, v.39, n.2, p.139-145, fev. 2004

maturação: a duração de 10 a 30 dias. Onde se processam as transformações bioquímicas, como a diminuição da acidez, aumento de açúcares, alterações na cor e aroma entre outros.

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Aumenta expressão gênica de enzimas do  amadurecimento:

Importante: efeitos podem acelerar de acordo com as condições do ambiente

Aceleração da maturação de tomate

Estudos com plantas transgênicas de tomate deficientes em etileno (esses mutantes são incapazes de produzir etileno devido alterações na expressão das enzimas sintase do ACC e oxidase do ACC), mostraram completo bloqueio no amadurecimento do fruto e, o amadurecimento foi promovido pela aplicação exógena de etileno. Estes experimentos mostraram, inequivocamente, o papel do etileno no amadurecimento do fruto.

Importante: efeitos podem acelerar de acordo com as condições do ambiente

Exemplo: Culturas no campo sob estresse

Frutos climatéricos

Os frutos atingem estágio adequado de desenvolvimento, mas ainda não estão prontos para o consumo, podem ser colhidos e deixados amadurecer fora da planta.

Pré-climatérico: maturidade fisiológica – momento em que a fruta pode ser colhida

Pico climatérico: ponto ótimo de consumo.

Pós climatérico: decréscimo da atividade respiratória. Senescência e morte dos tecidos.

A produção de etileno aumenta com  o amadurecimento do fruto

Exemplos de frutos climatéricos

Metilciclopropano (MCP), que age ligando- se irreversivelmente ao receptor de etileno e bloqueia ativamente as respostas múltiplas do etileno. Esse composto quase inodoro tem sido comercializado com o nome de EthylBloc®, sendo utilizado para aumentar a durabilidade de flores de corte e em alguns frutos, como maçãs.

Ferimento com prego na planta de jaboticaba, ocorre um estímulo e ela produz o etileno, que a induz a florescer.

Para banana pode ser utilizada a queima da serragem.

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Tópicos abordados nesse curso:
1- Uma breve introdução e os desafios do estudo da fisiologia vegetal;
2- Importância e definições sobre hormônios vegetais;
3- Etileno – Histórico e Origem;
4- Etileno – Biossíntese e Transporte;
5- Etileno – O ciclo e Yang;
6- Etileno – Senescência;
7-Etileno – Maturação de folhas e frutos;
8-Etileno – Outros efeitos fisiológicos;
9- Etileno – Conteúdo extra em PDF.

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