Morpho-physiological, nutritional, and yield responses of tomato ethylene-insensitive mutant Never Ripe to manganese absence

dc.contributor.advisorNascimento, Vitor de Laia
dc.contributor.refereeRibeiro, Cleberson
dc.contributor.refereeSilva, Maria Lígia de Souza
dc.creatorCorreia, Tatiane Santos
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8118251151810718
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7715-4946
dc.date.accessioned2025-09-04T20:27:03Z
dc.date.issued2025-05-09
dc.descriptionArquivo retido, a pedido do autor, até julho de 2026.
dc.description.abstractManganese (Mn) is a micronutrient for plants, fundamental for several metabolic process and its deficiency can drastically reduce crop productivity. Ethylene is a phytohormone that can act in responses to nutritional stress that limits growth and development. However, little is known about the role of the ethylene perception and its impact in physiological responses to Mn absence. The tomato ethylene-insensitive mutant Never ripe (Nr) is more tolerant to some nutritional stress. Therefore, the aim of this work was to evaluate the connections of the ethylene perception with Mn absence on the level of plant growth and metabolism. The experiment was conducted in a completely randomized design, comparing two genotypes, the wild-type (WT) and the ethylene-insensitive mutant Nr, in two nutritional levels (control and Mn absence), totaling four treatments. Tomato plants were sown in trays with sand and irrigated daily until cotyledon protrusion. Afterward, the seedlings were transferred to 1L pots containing sand. Control plants received Hoagland's nutrient solution, initially at half strength and then at full strength after one week, while other plants received the Mn-absence treatment. At the end of the vegetative stage, analyses of chlorophyll fluorescence, gas exchange, and sampling of leaves for biochemical analysis were performed. Photosynthetic pigments, carbohydrates, nitrogen compounds, stress-related metabolites and enzymatic activity were quantified. At the end of the experiment, growth and production analyses were performed. For biomass quantification, the plant material was dried and weighed to quantify the dry biomass, which was also used for the determination of nutrient content in the root, stem and leaves. The total nutrient content, accumulation, and manganese use efficiency were determined. In total, 94 parameters of plants subjected to Mn absence were analyzed. Our results show that WT plants presented more stress-related responses than Nr during the Mn absence with several changes in its physiology, here observed for instance by the increase in root size and partition and affected chlorophyll fluorescence. Overall, Nr plans performed better than WT in the Mn absence. We can infer that this was due to the low sensitivity to ethylene, which allowed these plants to maintain their balanced metabolism even under stress due to the Mn absence, observed here by the nutrient use efficiency and gas exchange parameters.
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 15: Vida terrestre
dc.description.resumoO manganês (Mn) é um micronutriente essencial para plantas, fundamental para diversos processos metabólicos, e sua deficiência pode reduzir drasticamente a produtividade das culturas. Etileno é um fitormônio que pode atuar em respostas ao estresse nutricional que limita o crescimento e o desenvolvimento. No entanto, pouco se sabe sobre o papel da percepção do etileno e seu impacto nas respostas fisiológicas à deficiência de Mn. O mutante de tomate insensível ao etileno Never ripe (Nr) é mais tolerante a alguns estresses nutricionais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as conexões da percepção do etileno com a deficiência de Mn no nível de crescimento e metabolismo das plantas. O experimento foi conduzido em um delineamento inteiramente casualizado, comparando dois genótipos, o selvagem (WT) e o mutante insensível ao etileno Nr, em dois níveis nutricionais (controle e deficiência de Mn), totalizando quatro tratamentos. As plantas de tomate foram semeadas em bandejas com areia e irrigadas diariamente até a protrusão dos cotilédones. Em seguida, as plântulas foram transferidas para vasos de 1L contendo areia. As plantas controle receberam a solução nutritiva de Hoagland, inicialmente em meia concentração e, após uma semana, em concentração total, enquanto as demais plantas receberam o tratamento com ausência de Mn. Ao final do estádio vegetativo, foram realizadas análises de fluorescência da clorofila, trocas gasosas e coleta de folhas para análise bioquímica. Foram quantificados pigmentos fotossintéticos, carboidratos, compostos nitrogenados, metabólitos relacionados ao estresse e atividade enzimática. Ao final do experimento, foram realizadas análises de crescimento e produção. Para a quantificação da biomassa, o material vegetal foi seco e pesado para quantificar a biomassa seca, que também foi utilizada para a determinação do teor de nutrientes na raiz, caule e folhas. Foram determinados o teor total de nutrientes, o acúmulo e a eficiência do uso de manganês. No total, foram analisados 94 parâmetros de plantas submetidas à deficiência de Mn. Nossos resultados mostram que as plantas WT apresentaram mais respostas relacionadas ao estresse do que as Nr durante a deficiência de Mn, com diversas alterações em sua fisiologia, aqui observadas, por exemplo, pelo aumento no tamanho e partição da raiz e pela fluorescência da clorofila afetada. De modo geral, as plantas Nr tiveram um desempenho melhor do que as WT na deficiência de Mn. Podemos inferir que isso ocorreu devido à insensibilidade ao etileno, o que permitiu que essas plantas mantivessem seu metabolismo equilibrado mesmo sob estresse devido à deficiência de Mn, observado aqui pelos parâmetros de eficiência do uso de nutrientes e trocas gasosas.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationCORREIA, Tatiane Santos. Morpho-physiological, nutritional, and yield responses of tomato ethylene-insensitive mutant Never Ripe to manganese absence. 2025. 68 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Fisiologia Vegetal) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60269
dc.language.isoen_US
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeInstituto de Ciências Naturais (ICN)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Biologia
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agronomia/Fisiologia Vegetal
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectTomateiro
dc.subjectEstresse nutricional
dc.subjectDeficiência de manganês
dc.subjectEtileno (hormônio vegetal)
dc.subjectFisiologia vegetal
dc.subjectTomato
dc.subjectNutritional stress
dc.subjectManganese deficiency
dc.subjectEthylene (plant hormone)
dc.subjectPlant physiology
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleMorpho-physiological, nutritional, and yield responses of tomato ethylene-insensitive mutant Never Ripe to manganese absence
dc.title.alternativeRespostas morfo-fisiológicas, nutricionais e de produção do mutante etileno-insensitivo em tomateiro Never Ripe à deficiência de manganês
dc.typedissertação

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