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dc.creatorShimoia, Eduardo Pereira
dc.date.accessioned2025-09-25T17:53:34Z
dc.date.available2025-09-25
dc.date.available2025-09-25T17:53:34Z
dc.date.issued2025-05-30
dc.identifier.citationSHIMOIA, Pereira Eduardo. Respostas fisiológicas de plantas de soja coinoculadas com diferentes microorganismos e submetidas ao alagamento em condições de elevado CO2. 2025. 150 f. Tese (Doutorado em Fisiologia Vegetal) - Instituto de Biologia, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/17639
dc.description.abstractThe increase in atmospheric CO₂ has prompted extensive research into its impacts on terrestrial life, with projections indicating that current levels (419 µmol mol⁻¹) may double by the end of the century. Simultaneously, the area affected by flooding due to irregular rainfall is expanding, with approximately 17 million km² considered vulnerable. Brazil, the world’s largest soybean producer, relies heavily on inoculation with diazotrophic bacteria to achieve high yields. In Rio Grande do Sul, the country’s fourth largest soybean-producing state, cultivation often occurs in rotation with irrigated rice, in areas with a history of flooding. Although elevated CO₂ benefits carbon and nitrogen metabolism in C₃ plants such as soybean, flooding impairs photosynthesis and biological nitrogen fixation by Bradyrhizobium. Coinoculation with Rhizophagus intraradices and Azospirillum brasilense has emerged as a promising strategy to mitigate abiotic stresses and enhance the metabolic performance of plants. In this context, it is essential to investigate the combined effects of elevated atmospheric CO₂ and root-zone flooding, also considering the influence of coinoculation on the physiological response of soybean under these conditions. Therefore, the objective of this study was to elucidate the carbon and nitrogen metabolic adaptations in soybean plants coinoculated with Bradyrhizobium elkanii, Azospirillum brasilense, and Rhizophagus intraradices, grown under elevated CO₂ and subjected to flooding. To this end, soybean plants were exposed to high CO₂ levels (750 µmol mol⁻¹) and flooding. In the first chapter, plants were grown in pots filled with soil, inside open-top chambers under ambient CO₂ (a[CO₂], 420 µmol mol⁻¹) and elevated CO₂ (e[CO₂], 750 µmol mol⁻¹). At the V5 stage, plants were subjected to seven days of flooding followed by four days of drainage. Fermentative (alcohol dehydrogenase and lactate dehydrogenase) and antioxidant (superoxide dismutase, catalase, and ascorbate peroxidase) enzyme activities, as well as biometric parameters such as shoot and root dry mass, were evaluated. Coinoculation under e[CO₂] attenuated the negative effects of flooding. Notably, plants inoculated only with B. elkanii under e[CO₂] showed similar performance to coinoculated plants under a[CO₂], indicating that coinoculation alleviates flood-induced stress, yielding physiological responses comparable to those of plants grown under e[CO₂]. In the second chapter, under similar conditions, foliar gas exchange, glycolate oxidase, glutamine synthetase, glutamate synthase, and biometric characteristics were assessed. Elevated CO₂ significantly enhanced gas exchange, especially in plants coinoculated with Azospirillum (CA). Overall, e[CO₂] improved photosynthesis and suppressed photorespiration, while CA mitigated photorespiratory stress caused by flooding and preserved nitrogen metabolism. The results demonstrate that coinoculation with Azospirillum under e[CO₂] synergistically enhances soybean resilience to flooding, offering a sustainable strategy for agriculture. Finally, in the third chapter, foliar coinoculation with Azospirillum was evaluated in soybean plants initially inoculated with Bradyrhizobium. Using the same variables as in Chapter 2, high efficiency of foliar coinoculation with Azospirillum was observed. Under normal CO₂ conditions, foliar coinoculation emerged as an alternative approach that effectively mitigates the harmful effects of flooding. In conclusion, coinoculation with Azospirillum or Rhizophagus is a promising strategy to increase soybean tolerance to flooding, particularly in the context of climate change and elevated CO₂. These findings contribute to the development of stress-tolerant cultivars and the advancement of coinoculation techniques in soybean cultivation.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.subjectAssimilação de CO2pt_BR
dc.subjectAssimilação de nitrogêniopt_BR
dc.subjectBactérias diazotróficaspt_BR
dc.subjectFungos micorrízicospt_BR
dc.subjectGlycine max (L) Merrilpt_BR
dc.subjectHipóxiapt_BR
dc.subjectCO₂ assimilationpt_BR
dc.subjectDiazotrophic bacteriapt_BR
dc.subjectHypoxiapt_BR
dc.subjectMycorrhizal fungipt_BR
dc.subjectNitrogen assimilationpt_BR
dc.titleRespostas fisiológicas de plantas de soja coinoculadas com diferentes microorganismos e submetidas ao alagamento em condições de elevado CO2pt_BR
dc.title.alternativePhysiological responses of soybean plants coinoculated with different microorganisms and applied to flooding under high CO2 conditionspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9401813597192809pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2414061342279670pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Silva, Cristiane Jovelina da
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4331356385996243pt_BR
dc.contributor.advisor-co2Posso, Douglas Antônio
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7552164828646097pt_BR
dc.description.resumoO aumento do CO2 atmosférico tem motivado pesquisas sobre seus impactos na vida terrestre, com projeções indicando que os níveis atuais (419 µmol mol⁻¹) podem dobrar até o fim do século. Simultaneamente, cresce a área sujeita a alagamentos por irregularidades nas chuvas, com cerca de 17 milhões de km2 vulneráveis. O Brasil, maior produtor mundial de soja, depende da inoculação com bactérias diazotróficas para altos rendimentos. No Rio Grande do Sul, quarto maior produtor do pais, a soja é cultivada em rotação com arroz irrigado, em áreas com histórico de alagamentos. Embora o aumento de CO2 beneficie o metabolismo de carbono e nitrogênio em plantas C3, como a soja, o alagamento reduz fotossíntese e fixação biológica de nitrogênio por Bradyrhizobium. A coinoculação com Rhizophagus intraradices e Azospirillum brasilense destaca-se por mitigar estresses abióticos e melhorar o desempenho metabólico das plantas. Nesse contexto, é essencial investigar os efeitos combinados do aumento do CO2 atmosférico e do alagamento radicular, considerando também a influência da coinoculação na resposta fisiológica da soja a essas condicoes. Assim, este trabalho teve como objetivo elucidar adaptações no metabolismo do carbono e nitrogênio em plantas de soja coinoculadas com Bradyrhizobium elkanii, Azospirillum brasilense e Rhizophagus intraradices, cultivadas sob enriquecimento de CO2 e submetidas ao alagamento. Para isso, plantas de soja foram expostas a elevado CO2 (750 µmol mol⁻¹) e alagamento. No primeiro capítulo, plantas de soja foram cultivadas em vasos com solo, em câmaras de topo aberto com CO₂ ambiente (a[CO2], 420 µmol mol⁻¹) e elevado (e[CO2], 750 µmol mol-1). No estágio V5, foram submetidas a sete dias de alagamento seguidos por quatro dias de drenagem. Avaliaram-se as enzimas fermentativas (álcool desidrogenase e lactato desidrogenase), antioxidantes (superóxido dismutase, catalase e ascorbato peroxidase) e parâmetros biométricos, como massa seca da parte aérea e raízes. A coinoculação sob e[CO2] atenuou os efeitos do alagamento. Notavelmente, plantas inoculadas apenas com B. elkanii sob e[CO2] mostraram desempenho semelhante às coinoculadas sob a[CO2], indicando que a coinoculação reduz o estresse por alagamento com respostas fisiológicas comparáveis às de plantas sob e[CO2]. No segundo capítulo, em condições similares, foram avaliadas as trocas gasosas foliares, glicolato oxidase, glutamina sintetase, glutamato sintase e características biométricas. O e[CO2] aumentou significativamente as trocas gasosas, principalmente em plantas coinoculadas com Azospirillum (CA). De modo geral, o e[CO2] melhorou a fotossíntese e suprimiu a fotorrespiração, enquanto o CA mitigou o estresse fotorrespiratório causado pelo alagamento e preservou o metabolismo do nitrogênio. Os resultados mostram que a coinoculação com Azospirillum sob e[CO₂] aumenta sinergicamente a resiliência da soja ao alagamento, configurando uma estratégia sustentável para a agricultura. Por fim, no terceiro capítulo, avaliou-se a coinoculação foliar de Azospirillum em plantas de soja inoculadas inicialmente com Bradyrhizobium. Usando as mesmas variáveis do capitulo dois, foi possível verificar uma alta eficiência da coinoculação foliar de Azospirillum. Em condições normais de CO2, a coinoculação foliar é uma mais uma alternativa de coinoculação que resulta na mitigação dos efeitos deletérios do algamento. Conclui-se que a coinoculação com Azospirillum ou Rhizophagus é uma estratégia promissora para aumentar a tolerância da soja ao alagamento, especialmente em cenários de mudanças climáticas e CO2 elevado. Os resultados contribuem para o melhoramento de cultivares tolerantes e o avanço das técnicas de coinoculação em soja.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.advisor1Amarante, Luciano do
dc.subject.cnpq1BOTANICApt_BR
dc.subject.cnpq2FISIOLOGIA VEGETALpt_BR
dc.contributor.advisor-co3Ávila, Luis Antonio de
dc.contributor.advisor-co3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5245663326931142pt_BR
dc.contributor.advisor-co3IDhttps://orcid.org/0000-0002-2532-7152pt_BR


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