Resumo A deficiência hídrica é um importante estresse abiótico que limita a produção de biomassa e dirige a distribuição de espécies vegetais. Nós avaliamos os efeitos da deficiência hídrica sobre parâmetros ecofisiológicos e bioquímicos de plantas jovens de Tabebuia aurea, uma espécie arbórea nativa da “Caatinga”, um bioma semiárido. Plantas foram submetidas à irrigação diária (controle) e ao estresse promovido por deficiência de água no solo por 29 dias. A área foliar, biomassa da planta, trocas gasosas, índice SPAD, rendimento quântico máximo (Fv / Fm) efetivo do PSII (ΦPSII), atividade da superóxido dismutase (SOD) e L-ascorbato peroxidase (APX), peroxidação lipídica e teores de prolina foram determinados. As plantas responderam ao estresse hídrico reduzindo a área foliar e acumulando prolina. A condutância estomática também foi reduzida limitando a perda de água por transpiração. Contudo, a limitação da absorção de CO2 causou reduções nas taxas fotossintéticas e na biomassa. O excesso de energia não utilizada pela fotossíntese provocou uma redução no índice SPAD e em ΦPSII. Como resultado, nós observamos um aumento nas atividades de SOD e APX, protegendo as membranas dos cloroplastos de danos causados pela peroxidação de lipídeos. Nossos resultados indicam que T. aurea tem capacidade de sobreviver sob deficiência hídrica reduzindo a abertura estomática, mas afetando a taxa de assimilação de CO2. Apesar disso, as plantas mostraram mecanismos de prevenção de danos ao aparato fotossintético. Tal plasticidade é uma importante adaptação para plantas crescendo em ambientes semiáridos como a Caatinga.

Abstract Water deficiency is a major abiotic stress that limits biomass production and drives plant species distributions. We evaluate the effects of water deficiency on ecophysiological and biochemical parameters of seedlings of Tabebuia aurea. Plants were subjected to daily watering (control) and to stress by soil water deficiency for 29 days. Leaf area, plant biomass, gas exchange, SPAD index, maximum quantum yield (Fv / Fm), quantum yield of PSII (ΦPSII), superoxide dismutase (SOD) and L-ascorbate peroxidase (APX) activity, lipid peroxidation, and proline content were recorded. Plants responded to water deficit by reducing leaf area and accumulating proline. Stomatal conductance was reduced to limit the water loss by transpiration. However, limiting CO2 uptake caused reduction in photosynthesis and biomass. The excess of energy unutilized by photosynthesis reduced SPAD index and ΦPSII. As a result, we observed an increase in SOD and APX activity, protecting chloroplast membranes from further damages caused by lipid peroxidation. Our results indicate that T. aurea have capacity to survive under water deficiency reducing stomatal aperture, but affecting the rate of CO2 assimilation. Nevertheless, plants showed mechanisms to preventing damages to the photosynthetic apparatus. Such plasticity is an important adaptation for plants growing in dry environmental.

Resumo O chumbo (Pb) é um metal pesado caracterizado como o principal poluente do solo. A fitorremediação é uma alternativa sustentável e economicamente viável para reduzir a concentração de Pb no ambiente. Inga uruguensis é uma espécie leguminosa arbórea com características favoráveis à fitorremediação, como crescimento rápido e alta produção de biomassa. O objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial inicial de tolerância e fitorremediação de I. uruguensis para Pb. O experimento foi realizado em casa de vegetação. Além do controle, a contaminação do solo foi realizada com as seguintes doses de Pb: 100, 200, 300, 400 e 500 mg.dm³, com 5 repetições em cada tratamento, totalizando 30 vasos. Foram avaliados crescimento, número e massa de nódulos, teor de clorofila, ureídeos, aminoácidos, proteínas e carboidratos solúveis em folhas, raízes e nódulos, índice de tolerância, matéria seca e teor de Pb nos tecidos de I. uruguensis. Os dados foram analisados pelo teste de Tukey, utilizando os softwares R e SISVAR. Não houve efeito negativo no crescimento de I. uruguensis, a relação simbiótica com a rizobia foi mantida, mesmo com alto teor de Pb e o índice de tolerância não inferior a 0,69. Inga uruguensis apresenta tolerância inicial e potencial para ser usada como fitorremediadora em solos contaminados por Pb.

Abstract Lead (Pb) is a heavy metal considered one of the major soil pollutants. Phytoremediation is a sustainable and economically viable biological method for reducing Pb content in the environment. Inga uruguensis is a tree legume species that has characteristics favorable to phytoremediation, such as rapid growth and high biomass production. The objective of this work was an initial evaluation of tolerance and phytoremediation potential of I. uruguensis to Pb. The experiment was carried out in a greenhouse. In addition to the control, soil contamination was carried out with the following Pb doses: 100, 200, 300, 400, and 500 mg.dm³, with 5 repetitions in each treatment, totaling 30 vases. We assessed growth, number and mass of nodules, chlorophyll content, ureids, amino acid, protein and soluble carbohydrates in leaves, roots and nodules, tolerance index, dry matter, and tissues Pb content of I. uruguensis. The data were analyzed by the Tukey test using R and SISVAR software. There was no negative effect of Pb in soil on I. uruguensis growth, the symbiotic relationship with rhizobia was kept, even at high Pb content and the tolerance index was not lower than 0.69. Inga uruguensis has initial tolerance and potential to be used as phytoremediation in soils contaminated by Pb.

Resumo A filtragem ambiental é o efeito dos gradientes ambientais nas espécies e pode ser o principal fator de montagem de comunidades de plantas. Aqui, avaliamos a relação entre comunidades vegetais e o solo na vegetação Restinga do nordeste do Brasil. Para isso, medimos 11 características funcionais das espécies vegetais presentes ao longo dos transectos, cobrindo um gradiente ambiental marcado. Este gradiente foi caracterizado através da Análise de Componentes Principais (PCA) da composição química do solo. As relações entre o gradiente edáfico e as características funcionais foram avaliadas usando modelos lineares. Finalmente, comparamos as contribuições da substituição de espécies e variação intraespecífica na comunidade vegetal. Os gradientes associados aos nutrientes do solo (eixo 1 da PCA) e acidez do solo e matéria orgânica (eixo 2 da PCA) foram então utilizados para testar as mudanças observadas na composição da comunidade e uma relação significativa foi encontrada com o eixo 2. Os eixos foram preditores significativos da distribuição da altura, teor de clorofila, potencial hídrico, massa seca e teor de K. A decomposição da variação total na distribuição de características funcionais entre a rotatividade de espécies e a variação intraespecífica revelou que a rotatividade de espécies explica uma proporção maior da variação observada. Concluímos que a montagem da comunidade é fortemente limitada por filtros ambientais e mediada por características funcionais no nível das espécies.

Abstract Environmental filtering has been defined as the effect of environmental gradients on species in a plant community and can be the dominant driver of community assembly. Here, we evaluate the relationship between plant communities and the environment in the Restinga vegetation. For this, we measured 11 functional traits of plant species present along transects covering a marked edaphic environmental gradient. This gradient was characterized through Principal Component Analysis of soil characteristics. The relationships between the edaphic gradient and functional traits were evaluated using linear models. Finally, we compared the contributions of species turnover and intraspecific variation to among-site variation in functional traits. The gradients associated with soil nutrients (PCA axis 1) and soil acidity and organic matter (PCA axis 2) were then used to test the observed changes in community composition and were significant predictors of the distribution of water potential, leaf dry matter content and K content, height and chlorophyll index. Decomposing the total variation in the distribution of functional traits between species turnover and intraspecific variation revealed that species turnover explains a greater proportion of the observed variation. We conclude that community assembly is strongly limited by environmental filters and mediated by functional traits at the species level.

RESUMO O nitrogênio pode ser determinante para a tolerância das plantas a fatores de estresse como a alta irradiância. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da fertilização amoniacal na aclimatação de plantas jovens de ingá sob dois ambientes de luz. O acúmulo e partição de matéria seca, o crescimento, a capacidade fotossintética e os teores foliares de nitrogênio (N) foram analisados em plantas submetidas a irradiância moderada = 554,4 ± 81 µmol de fótons m-2 s-1 e alta irradiância = 1941 ± 12,3 µmol de fótons m-2 s-1. Os maiores valores de matéria seca, crescimento e fotossíntese foram verificados em plantas sob moderada e alta irradiância fertilizadas com amônio. A área foliar específica foi maior nas plantas sob moderada irradiância, enquanto que os tratamentos controle e com a participação do N não diferiram entre si, independentemente do ambiente de luz. A fertilização amoniacal contribuiu para a aclimatação e promoveu o acúmulo de massa seca dos ingás sob moderada e alta irradiância, enquanto plantas crescendo sob moderada irradiância investiram em estratégias de interceptação de energia (e.g., área foliar específica).

ABSTRACT Nitrogen can be decisive for the tolerance of plants to stress factors such as high irradiance. This work aimed to investigate the effect of ammonium fertilization during acclimation of young ingá plants under two light environments. Accumulation and partitioning of dry matter, growth, photosynthetic capacity and leaf nitrogen content were analyzed in ingá plants subjected to moderate and high irradiance of 554.4±81 µmol photons m-2 s-1 and 1941±12.3 µmol photons m-2 s-1, respectively. The highest values of dry matter, growth and photosynthesis were observed in plants subjected to moderate and high irradiance fertilized with ammonium. The specific leaf area was higher in plants under moderate irradiance, while the treatments control and N fertilization showed no differences, independent of light condition. The ammonium fertilization contributed to acclimation and dry matter accumulation of ingá under moderate and high irradiance, while plants subjected to moderate irradiance invested in strategies for energy interception (e.g. specific leaf area).

O nitrogênio mineral afeta negativamente a simbiose e a fixação biológica do nitrogênio em plantas cultivadas. Entretanto, este efeito não é verificado em algumas espécies arbóreas, pouco estudadas até o momento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de Lonchocarpus muehlbergianus, espécie arbórea nativa do Cerrado, em utilizar o nitrogênio molecular, na presença do nitrogênio mineral (nitrato), característica desejável para plantas fixadoras crescendo em solos com nitrato como principal forma de nitrogênio disponível. Foram determinados o número e a massa seca dos nódulos, da parte aérea e das raízes, bem como o conteúdo de nitrato, aminoácidos e ureídeos, transportados pelo xilema e a atividade da redutase do nitrato. Foi observado que o número e a massa seca dos nódulos não foram negativamente afetados pelo nitrato. Ocorreu pequeno aumento na massa seca da parte aérea e do sistema radicular de plantas noduladas tratadas com nitrato, resultado verificado também para os teores de aminoácidos, ureídeos e atividade da redutase do nitrato. Os resultados obtidos sugerem que a espécie tem capacidade de utilizar tanto nitrogênio mineral quanto molecular, uma vez que o transporte de ureídeos, do sistema radicular para a parte aérea, não foi reduzido em plantas noduladas tratadas com nitrato.

It is well established that mineral nitrogen negatively affects symbioses and molecular nitrogen utilization by crops. Nevertheless, symbiosis and nitrogen fixation of tree species, less studied, has been showed certain tolerance to nitrate. The aim of this work was to evaluated the nitrogen molecular use by nodulated Lonchocarpus muehlbergianus, a Cerrado legume tree, even supplied with mineral nitrogen as nitrate, important feature for symbiotic plants growing in soil where nitrate is the prominent source of nitrogen. For this purpose, the number and dry weight of nodules, shoot and roots, as well as content of xylem sap amino acids, nitrate and ureides, product of symbiotic nitrogen fixation, and nitrate reductase activity were determined. At the end of the experiment, it was observed that the number and dry weight of nodules was not affected by nitrate. Addictionally, it was verified a short increment in shoots and roots treated with nitrate. Similar results were found for amino acids and ureides content and foliar nitrate reductase activity. Our results suggest that Lonchocarpus muehlbergianus is able to utilize at the same time both mineral and molecular nitrogen since transport of ureides from roots to shoots was not reduced when nodulated plants was fed with nitrate.

Na tentativa de elucidar estratégias de utilização da energia luminosa em plantas jovens de Genipa spruceana Steyerm submetidas ao alagamento, nós investigamos a capacidade de captura e uso de energia luminosa em G. spruceana sob três condições de crescimento: 1- ausência de alagamento (SA), 2- plantas parcialmente alagadas (PA) e 3- plantas totalmente alagadas (TA). Medidas de área foliar específica, teores de pigmentos cloroplastídicos e fluorescência da clorofila a foram feitas em intervalos regulares no período de 90 dias. Todos os parâmetros analisados diminuíram em condições de alagamento (PA e TA). Aos 30 dias, as plantas no tratamento TA sofreram abscisão foliar. Os teores dos pigmentos cloroplastídicos (clorofilas e carotenóides) entre os tratamentos SA e TA diferiram aos 30 dias. Ao passo que, somente foi possível verificar diferenças entre os tratamentos SA e PA aos 90 dias. As plantas submetidas ao alagamento (PA e TA) exibiram alta dissipação de energia de excitação (DIo/ABS) indicando limitada eficiência na utilização da energia luminosa. Este fato foi comprovado pelos resultados do índice de desempenho (PI ABS) somente ao fim do período experimental (90 dias). Mas, não foi verificado diferença para PI ABS entre os tratamentos aos 30 dias. Portanto, considerando que G. spruceana submetidas ao tratamento TA reduziram seus teores de clorofilas mais rapidamente do que decrescem seus PI ABS, sugere-se que o fluxo de energia luminosa em plântulas de G. spruceana sob alagamento total, no início, é mais restringido pelo decréscimo na estrutura de captura de luz (diminuição dos pigmentos cloroplastídicos) do que no funcionamento do aparato fotossintético (alterações na eficiência fotoquímica do fotossistema II).

In an attempt to elucidate strategies in the use of light energy by G. spruceana seedlings subjected to flooding, we investigated the capacity of light capture and use of light energy by G. spruceana in three growing conditions: 1- absence of flooding (SA), 2- partially flooded (PA) and 3- totally flooded (TA). Destructive and non-destructive measurements, such as specific leaf area, chloroplast pigment (chlorophyll and carotenoids) content and fluorescence analyses, were made at regular intervals over a period of 90 days. All parameters decreased in seedlings subjected to flooding. Plants of treatment TA dropped all of their leaves after 30 days of complete submergence. Chloroplast pigment content differed between treatments SA and TA after 30 days from the start of the experiment; whereas SA and PA plants only differed for this variable after 90 days. Plants subjected to flooding (PA and TA) exhibited high dissipation of photochemical de-excitation (DIo/ABS), indicating a limited efficiency of light energy use. This fact was proven by the performance index (PI ABS) only in analyses after 90 days, and no significant difference was verified for PI ABS among treatments up to 30 days. Therefore, considering that G. spruceana seedlings subjected to flooding reduced the chloroplast pigment content more quickly than PI ABS, we suggest that the light energetic flux in G. spruceana seedlings subjected to flooding, in the beginning, is more restricted to a decrease in the structures that captures light (reduction chlorophyll pigment content) than how the photosynthetic apparatus functions (alterations in photochemical efficiency of photosystem II).

O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos do alumínio (Al) sobre a absorção e a redução de nitrato, em duas cultivares de arroz: Fernandes (tolerante) e Maravilha (sensível), expostas a 0 e 500 µM de Al. Depois de 21 dias de crescimento, foram determinados o comprimento, a produção de matéria seca, os teores de Al e de nitrato e a atividade in vitro da redutase do nitrato (RN), nas raízes e na parte aérea, bem como as constantes cinéticas de absorção de nitrato pelas raízes. O Al reduziu o crescimento em comprimento e a produção de matéria seca, nas duas partes das plantas, apenas da cultivar Maravilha. Os teores de Al aumentaram nas raízes e parte aérea das plantas nas duas cultivares, enquanto o teor de nitrato sofreu redução apenas nas raízes da cultivar Maravilha. A Vmax não se modificou, enquanto o Km da absorção de nitrato diminuiu cerca de 11% na cultivar Fernandes e aumentou 310% na Maravilha. Em presença de Al, houve redução na atividade da RN nas raízes das duas cultivares, e na parte aérea apenas da cultivar Maravilha. A cultivar tolerante foi mais eficiente na absorção e na redução de nitrato, o que indica que esses processos são importantes componentes da tolerância ao Al em arroz.

The objective of this work was to evaluate the effects of Al on the nitrate uptake and reduction in two rice cultivars, Fernandes (Al tolerant) and Maravilha (Al sensitive), exposed to 0 and 500 µM Al. After 21 days of Al treatment, growth in size and dry matter yield, Al and nitrate contents and in vitro nitrate reductase activity (NR) in the tops and roots, and the kinetic constants of root nitrate uptake were determined. Aluminum reduced the growth and dry matter yield of both plant parts only in the Maravilha cultivar. Aluminum content increased in the tops and roots of both cultivars, while nitrate content decreased only in the roots of Maravilha cultivar. Vmax did not change, while Km of the nitrate uptake decreased in Fernandes by 11% and increased about 310% in Maravilha cultivar. In the presence of Al the NR activity decreased in the roots of both cultivars, and in the leaves of Maravilha cultivar. The Al tolerant cultivar was more efficient in nitrate absorption and reduction, wich indicates that these processes could be important components of Al tolerance in rice.