Leaf anatomy, ultrastructure and plasticity of Coffea arabica L. in response to light and nitrogen availability
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Pompelli, Marcelo Francisco [1] ; Pompelli, Gilmara Martini [1] ; Cabrini, Elaine Cristina [3] ; Ventrella, Marília Contin [2]
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[1] Universidade Federal de Pernambuco
Universidade Federal de Pernambuco
Brasil
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[2] Universidade Federal de Viçosa
Universidade Federal de Viçosa
Brasil
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[3] Federal University of Vales do Jequitinhonha Mucuri Diamantina, MG
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- Localización: Biotemas, ISSN-e 2175-7925, Vol. 25, Nº. 4, 2012, págs. 13-28
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Anatomia foliar, ultra-estrutura e plasticidade de Coffea arabica L. em resposta à luz e nitrogênio
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Resumen
- English
Phenotypic plasticity in response to environmental variation occurs at all organizational levels and across temporal scales within plants. However, the magnitude and functional significance of this plasticity is little explored in perennial species. We examined the influence of different light regimes and nitrogen (N) availability on the morphological and physiological plasticity of coffee seedlings (Coffea arabica L.). Potted plants were grown under 100% and 50% of full sunlight and were fertilized with Hoagland’s solutions containing 0, 16 or 23mM N. Most leaf traits responded to light with a classic 100% vs. 50% dichotomy [e.g., compared with those grown under 100% of full sunlight, 50% leaves had a thinner palisade mesophyll and a lower leaf mass per area (LMA) for improved light capture]. The outer periclinal cell walls in both epidermises exhibited thick epicuticular wax and three distinct layers. Chloroplasts of the mesophyll cells were densely occupied by thylakoids and starch grains. These characteristics were observed most clearly in plants supplemented by nitrogen or in those grown in shade conditions. Large starch granules were observed, but no membrane injuries were observed in either treatment. The plasticity index was high for the physiological traits that are associated with photoprotection and the maintenance of a positive carbon balance under 50% of full sunlight but was low for most morpho-anatomical features.
- português
A plasticidade fenotípica em resposta às variações ambientais ocorre em todos os níveis de organização, em escala temporal dentro da mesma espécie vegetal. Entretanto, a magnitude e a significância funcional desta plasticidade são pouco exploradas em espécies perenes. Nós examinamos a influência de diferentes regimes de luz e concentrações de nitrogênio (N) na plasticidade morfofisiológica de plantas jovens de café (Coffea arabica L.). Os experimentos foram realizados em vasos a pleno sol e sob sombra e fertilizados com solução de Hoagland contendo 0, 16 ou 23mM de N. A maioria das características em reposta à luz demonstram uma clássica distinção entre plantas expostas a pleno sol e sob sombra [e.g. comparadas com as folhas desenvolvidas a pleno sol, as folhas desenvolvidas em 50% de irradiância tiveram um parênquima paliçádico mais delgado e uma menor massa foliar específica (MFE)]. A parede periclinal externa de ambas as faces da epiderme apresenta uma espessa camada de cera epicuticular, composta por três distintas camadas. Os cloroplastos das células do mesofilo são densamente ocupados por tilacóides, além de grãos de amido facilmente visualizados e essa característica é visualizada de forma mais evidente nas plantas cultivadas com suplemento adicional de nitrogênio e à sombra. O índice de plasticidade foi alto para as características fisiológicas associadas à fotoproteção e a manutenção de um balanço positivo de carbono nas plantas aclimatadas a sombra, mas foi baixo para a maioria das características morfoanatômicas.
- English
