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dc.creatorSilva, Bruna Evelyn Paschoal
dc.date.accessioned2026-02-10T10:51:22Z
dc.date.available2026-02-10T10:51:22Z
dc.date.issued2022-04-11
dc.identifier.citationSILVA, Bruna Evelyn Paschoal. Alterações metabólicas e nutricionais de pseudocereais submetidos ao elevado CO2 e alagamento. 2022. 110f. Tese (Doutorado em Fisiologia Vegetal) – Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal, Instituto de Biologia, Departamento de Botânica. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/19638
dc.description.abstractResponsible for causing a series of extreme weather events, climate change can lead to droughts, floods, rising temperatures and increased emissions of greenhouse gases such as carbon dioxide (CO2). Since there is growing evidence that environmental changes and its impacts are leading to an understanding of potential pressures on the ability to ensure adequate food supplies for the human population, it is extremely important to comprehend how plants and natural ecosystems will respond to these changes. Thus, the present work aimed to investigate the potential effects of two different agents of climate change: CO2 and flooding. Therefore, amaranth plants cv. BRS Alegria and quinoa cv. BRS Piabiru were evaluated in the transitional stage between vegetative and reproductive, since this is considered the key event for the reproduction of cultivated plants. Three studies were carried out: in open top chambers (OTC's) with different levels of CO2 (400 and 700 ppm) evaluating the primary and secondary metabolism; in growth chambers where the seeds obtained in the previous experiment were evaluated for parental effects; and the third experiment involved submitting the plants to the condition of soil flooding. As a result, it was possible to observe that both cultures are capable of altering their primary and secondary metabolism due to elevated concentrations of CO2. Changes in gas exchange, saccharolytic enzymes and carbohydrate metabolism reflected in growth parameters and photosynthetic pigments when at elevated CO2 levels. These changes altered the nutritional dynamics of several nutrients, harming the productive potential of crops. In addition, evaluations related to secondary metabolism showed us there was an increase in antioxidant capacity, betalains and phenolic compounds. These results suggest that there was a generation of reactive oxygen species during the photosynthetic process. When evaluating amaranth and quinoa seeds and seedlings from plants grown in a CO2-enriched environment, a parental effect can be observed in seeds and seedlings. The first germination count and the germination speed index showed that although its germination potential was not altered, this initial process occurred in a more accelerated way. These results could be confirmed through the biochemical activity of α-amylase and acid phosphatase enzymes in different periods and CO2 concentrations. In another experiment, the plants were submitted to different periods of flooding, both species showed severe metabolic alterations when submitted to flooding in the periods of 48 and 96 hours. However, during recovery, photosynthetic pigments showed values close to the control, helping to maintain gas exchange in the fight against ROS only by amaranth and plants. On the other hand, analyzes of the invertases showed that sucrose synthase was not able to complete the cleavage process in its entirety. This suggests that compounds essential for metabolic pathways such as fructose and glucose were absent, in addition to a possible imbalance of sucrose between shoots and roots. The results of the present research show significant advances for the management of both crops in the face of climate change. However, studies aimed at the nutritional quality of these pseudocereals in the proposed scenario are still necessary.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectChenopodium quinoa Wildpt_BR
dc.subjectAmaranthus cruentuspt_BR
dc.subjectMudança climáticapt_BR
dc.subjectFotossíntesept_BR
dc.subjectNutriçãopt_BR
dc.subjectAlagamentopt_BR
dc.subjectClimate changept_BR
dc.subjectPhotosynthesispt_BR
dc.subjectNutritionpt_BR
dc.subjectFloodingpt_BR
dc.titleAlterações metabólicas e nutricionais de pseudocereais submetidos ao elevado CO2 e alagamentopt_BR
dc.title.alternativeMetabolic and nutritional changes in pseudocereals submitted to high CO2 and floodingpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6707-8396pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6986546912979896pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-3131-1867pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2692598960834326pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Avila, Luis Antonio de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5245663326931142pt_BR
dc.description.resumoResponsáveis por ocasionar uma série de eventos extremos no clima, as mudanças climáticas podem levar à eventos tais como secas, inundações, elevação da temperatura e aumento das emissões de gases de efeito estufa como CO2. Tendo em vista que são crescentes as evidências de que as alterações e impactos ambientais estão levando à compreensão das potenciais pressões sobre a capacidade de garantir suprimento adequado de alimentos para a população humana, é imprescindível compreender como as plantas e os ecossistemas naturais responderão a essas mudanças. Assim, o presente trabalho teve como objetivo investigar os potenciais efeitos de dois diferentes agentes das mudanças climáticas: CO2 e alagamento. Para tanto, plantas de amaranto cv. BRS Alegria e quinoa cv. BRS Piabiru foram avaliadas no estádio de transição entre o vegetativo e o reprodutivo, uma vez que este é considerado o evento chave para a reprodução de plantas cultivadas. Foram conduzidos três estudos, sendo eles: em câmaras de topo aberto (OTC’s) com diferentes níveis de CO2 (400 e 700 ppm) avaliando o metabolismo primário e secundário; em câmaras de crescimento onde as sementes obtidas no experimento anterior foram avaliadas quanto aos efeitos parentais e por fim, a submissão das plantas a condição de alagamento do solo. Como resultado, foi possível observar que ambas as culturas são capazes de alterar o seu metabolismo primário e secundário devido a elevadas concentrações de CO2. Alterações nas mudanças nas trocas gasosas, nas enzimas sacarolíticas e no metabolismo de carboidratos refletiram nos parâmetros de crescimento e pigmentos fotossintéticos quando em elevados níveis de CO2. Estas mudanças foram capazes de alterar a dinâmica de nutrientes, prejudicando o potencial produtivo das culturas. Além disso, as avaliações relacionadas ao metabolismo secundário, nos evidenciaram o incremento da capacidade antioxidante, betalaínas e de compostos fenólicos. Estes resultados sugerem que houve geração de espécies reativas de oxigênio durante o processo fotossintético. Quando avaliadas as sementes e plântulas de amaranto e quinoa provenientes de plantas cultivadas em ambiente enriquecido por CO2, um efeito parental pode ser observado em sementes e plântulas. A primeira contagem de germinação e o índice de velocidade de germinação mostraram que apesar de o seu potencial germinativo não ter sido alterado, este processo inicial ocorreu de forma mais acelerada. Estes resultados foram confirmados por meio da atividade bioquímica das enzimas α-amilase e fosfatase ácida nos diferentes períodos e concentrações de CO2. Já para o experimento onde as plantas foram submetidas ao alagamento, ambas as espécies apresentaram alterações metabólicas severas quando submetidas a inundações nos períodos de 48 e 96 horas. Porém, durante a recuperação, os pigmentos fotossintéticos apresentaram valores próximos ao controle, auxiliando na manutenção das trocas gasosas no combate das ROS pelas plantas de amaranto. Por outro lado, as análises das invertases demonstraram que possivelmente a sacarose sintase não foi capaz de realizar em sua totalidade o processo de clivagem. Isso sugere que compostos essenciais para as rotas metabólicas como frutose e glicose estavam ausentes, além de um possível desbalanço de sacarose entre parte aérea e raízes. Os resultados da presente pesquisa mostram avanços significativos para o manejo das duas culturas frente as mudanças climáticas, entretanto, estudos que visem a qualidade nutricional destes pseudocereais frente ao cenário proposto ainda são necessários.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetalpt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICASpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Deuner, Sidnei
dc.subject.cnpq1BOTANICApt_BR
dc.subject.cnpq2FISIOLOGIA VEGETALpt_BR


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