Avaliação anatômica e ultraestrutural de Coffea arabica L. em resposta ao boro e ao cobre

Abstract

O Brasil é o maior produtor mundial de café, e o café arábica (Coffea arabica L.) é o mais apreciado pelos países consumidores. Minas Gerais destaca-se como principal estado produtor de café no país, mas suas lavouras apresentam diferentes situações nutricionais, principalmente no teor de micronutrientes, como B e Cu. Condições de deficiência e excesso de nutrientes podem ocasionar o aparecimento de sintomas macroscópicos característicos e prejudicar a produção. Mesmo quando os sintomas macroscópicos não ocorrem, as plantas podem apresentar “fome ou toxidez oculta”, observados apenas anatômica e ultraestruturalmente, ou por avalição do estado nutricional. Sendo assim, objetivou-se avaliar os efeitos de doses de deficiência e excesso de B e Cu sobre os aspectos macroscópicos, anatômicos e ultraestruturais e avaliar o estado nutricional dos cafeeiros cultivados em sistema hidropônico. O cafeeiro pode ser considerado mais tolerante ao excesso de B do que à deficiência, pois sob condições de deficiência menor quantidade de B chega aos ápices caulinares pelo xilema (via apoplasto), o que promove uma série de alterações morfoanatômicas e ultraestruturais nas plantas. A deficiência de B, causa primariamente, alteração na síntese de pectinas durante a formação de novas paredes celulares de primórdios foliares em expansão. Essa alteração desencadearia uma série de processos até a abscisão foliar e, finalmente, morte do meristema apical. Além disso, a destruição dessas regiões associadas à síntese de auxina (AIA) provocaria um desbalanço hormonal em toda a planta e, nas raízes, os níveis inadequados de AIA causariam diferenciação precoce de células e tecidos, formação de raízes ramificadas e encurtadas, até necrose do ápice radicular. Assim, o evento final da deficiência de B seria a diminuição da área do sistema radicular e do potencial de absorção de água e nutrientes. Como ocorre brotação após a abscisão dos órgãos em expansão sob deficiência de B, sugere-se que também ocorra retranslocação deste nutriente pelo floema (via simplástica), das folhas mais velhas para folhas mais novas. O acúmulo de B nas folhas mais novas após a brotação corrobora com essa possibilidade. Em contrapartida, a alteração dos cloroplastos é o sintoma ultraestrutural primordial da deficiência ou do excesso de Cu em folhas de cafeeiros, o que reforça a importância desse nutriente no processo fotossintético. Porém, o atraso no surgimento de sintomas morfoanatômicos da deficiência e do excesso de Cu em cafeeiros pode ser consequência do acúmulo deste nutriente nas raízes e da retranslocação para as folhas mais novas, favorecendo a manutenção de concentrações adequadas na planta.

Brazil is the world's largest coffee producer, and arabica (Coffea arabica L.) is the most specie appreciated by the consuming countries. Minas Gerais stands out as the main coffee producing state in the country, but their crops have different nutrient conditions, especially in the micronutrient content, such as B and Cu. Conditions of deficiency and excess nutrients can cause the appearance of characteristic macroscopic symptoms and impair production. Even when the macroscopic symptoms do not occur, the plants may have "hidden hunger or toxicity," observed only anatomical and ultrastructure, or assessment of nutritional status. Therefore, this study aimed to evaluate the effects of doses of deficiency and excess of B and Cu on the macroscopic, anatomical and ultrastructural aspects and assess the nutritional status of coffee grown hydroponically. The coffee may be considered more tolerant to excessive B than the deficiency. Under conditions of deficiency of B minor amount of B reaches the xylem to the shoot tip (apoplastic pathway), which promotes a series of morphoanatomic and ultrastructural alterations in plants. Deficiency of B, cause primarily, changes in pectin synthesis during the formation of new cell walls of leaf primordia expanding. This change would trigger a series of processes to leaf abscission, and ultimately death of apical meristem. Furthermore, the destruction of these regions associated with auxin synthesis (AIA) would trigger a hormonal disbalance throughout the plant and the roots. In roots, inadequate levels of AIA cause early differentiation of cells and tissues, formation of branched and shortened roots, and necrosis of the apex. Thus, the final event of B deficiency would be to reduce the area of the root system and the potential for absorption of water and nutrients. As occur regrowth after abscission of organs expanding deficiency in B, it is suggested that also this nutrient translocation occurs through phloem (symplastic pathway), older leaves to young leaves. The accumulation of B in younger leaves after regrowth corroborates this possibility. In contrast, the change of chloroplasts is the primary ultrastructural symptom of deficiency or excess Cu in coffee leaves, which reinforces the importance of this nutrient in the photosynthetic process. However, the delay in the onset of morphoanatomic symptoms of deficiency and excess Cu in coffee may be a consequence of the accumulation of this nutrient in the roots and translocation to the younger leaves, favoring the plant rebalancing.