Estratégias biotecnológicas para aumentar a tolerância de mudas nativas à seca para fins de restauração florestal

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da aplicação exógena de S-nitrosoglutationa (GSNO) encapsulada em nanopartículas de quitosana, como uma estratégia para atenuar os efeitos do déficit hídrico em mudas de Hymenaea courbaril para fins de restauração florestal. A alta mortalidade de mudas após o plantio, amplificada por eventos de seca, representa um desafio tanto ecológico quanto econômico. O encapsulamento de doadores de óxido nítrico (NO) é uma abordagem promissora que visa proteger as moléculas da rápida degradação e permitir uma liberação controlada, prolongando seu efeito na planta. Para o experimento, mudas de jatobá foram submetidas a um déficit hídrico por 15 dias e pulverizadas com GSNO encapsulado em diferentes concentrações: 100, 500, 1000 e 2000 µM. As análises envolveram a avaliação de parâmetros biométricos, fisiológicos e bioquímicos. Os resultados demonstram que a concentração de 1000 µM de GSNO encapsulado foi a mais eficaz, promovendo maior incremento da altura relativa, maior taxa fotossintética e menor concentração de peróxido de hidrogênio em comparação com o tratamento sob déficit hídrico. No entanto, este tratamento não foi capaz de mitigar completamente o estresse, visto que essas melhorias não se refletiram em maior acúmulo de biomassa, e os níveis de malondialdeído (MDA) permaneceram inalterados.. Plantas tratadas com a concentração de 2000 µM apresentaram sinais de toxicidade. De modo geral, os resultados sugerem que a aplicação de GSNO encapsulado pode ser uma estratégia promissora para atenuar os efeitos do déficit hídrico em mudas de Hymenaea courbaril, fornecendo informações para o aprimoramento de estratégias biotecnológicas na produção de mudas e para o sucesso de projetos de restauração florestal. Futuros estudos devem ampliar o tempo de exposição ao déficit hídrico e investigar de forma mais detalhada os mecanismos fisiológicos, bioquímicos e moleculares envolvidos na resposta ao NO sobre o crescimento e a fotossíntese.

The present study aimed to evaluate the potential of exogenous S-nitrosoglutathione (GSNO), encapsulated in chitosan nanoparticles, as a strategy to mitigate the effects of water deficit in Hymenaea courbaril seedlings for forest restoration purposes. The high mortality of seedlings after planting, which is amplified by drought events, represents both an ecological and economic challenge. The encapsulation of nitric oxide (NO) donors is a promising approach designed to protect the molecules from rapid degradation and allow for a controlled release, thereby prolonging their effect on the plant. For the experiment, jatobá seedlings were subjected to a water deficit for 15 days and sprayed with encapsulated GSNO at concentrations of 100, 500, 1000, and 2000 µM. The analyses involved the evaluation of biometric, physiological, and biochemical parameters. The results show that the 1000 µM concentration of encapsulated GSNO was the most effective, promoting a greater increase in relative height, a higher photosynthetic rate, and a lower concentration of hydrogen peroxide compared to the water deficit treatment. However, this treatment was not able to completely mitigate the stress, as these improvements were not reflected in greater biomass accumulation and malondialdehyde (MDA) levels remained unaltered. Plants treated with the 2000 µM concentration showed signs of toxicity. Overall, the results suggest that the application of encapsulated GSNO can be a promising strategy to mitigate the effects of water deficit in Hymenaea courbaril seedlings, providing information for the improvement of biotechnological strategies in seedling production and for the success of forest restoration projects. Future studies should extend the exposure time to water deficit and more deeply investigate the physiological, biochemical, and molecular mechanisms involved in the response to NO on growth and photosynthesis.