Publicación: Eficiencia fotoquímica del fotosistema II en plantas de brócoli (Brassica oleracea var Italica) afectadas por exceso de hierro
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Titulo en ingles: Photochemical efficiency of photosystem II (PSII) in broccol. plants (Brassica oleracea var Italica) affected by excess iron.Titulo en portugues: Eficiência fotoquímica do fotossistema II em plantas de brócolis. (Brassicaoleracea var Itálica) afetadas por excesso de ferroResumen: Utilizando un diseño completamente aleatorizado, con tres tratamientos y siete repeticiones por tratamiento, se determinó la fluorescencia de la clorofila a en plantas de brócoli sometidas a toxicidad por hierro. Como material vegetal inicial se tomaron plántulas de brócoli (Brassica oleracea var. Italica) híbrido Legacy de un mes de edad, las que se sembraron en contenedores de vidrio con una solución nutritiva, bajo invernadero en Tunja – Colombia. Aproximadamente tres semanas después del transplante se adicionó sulfato de hierro en concentraciones de 100 y 250 ppm de Fe, con un control sin aplicación de sulfato de hierro, para inducir reacciones de las plantas al exceso del metal. Diecisiete días después de las aplicaciones de Fe se realizaron las mediciones de fluorescencia de la clorofila, en hojas completamente expandidas y adaptadas a la oscuridad. El análisis de varianza encontró diferencias significativas para todas las variables evaluadas, excepto para el coeficiente de extinción no fotoquímica (qN). Los resultados indican que la toxicidad por exceso de hierro indujo un incremento en el nivel de estrés en las plantas de brócoli evaluadas, lo que afectó la eficiencia cuántica máxima y el rendimiento fotoquímico operacional del PSII (Fv/Fm y )II, respectivamente), al igual que el coeficiente de extinción foto- química de la fluorescencia (qP) y la tasa de transporte de electrones. Con lo anterior, es evidente que el exceso de hierro modificó la fracción de energía de excitación destinada para los procesos fotoquímicos y no fotoquímicos, incidiendo de forma directa en el proceso fotosintético de las plantas evaluadas.Palabras clave: capacidad fotosintética, captura de luz, centros de reacción, exceso de energía, fotoinhibición.Abstract: Acompletely randomised design, having three treatments and seven repeats per treatment, was used for determining chlorophyll a fluorescence in broccoli plants affected by iron toxicity. One month old Legacy hybrid broccoli seedlings (Brassica oleracea var. Italica) were taken as initial vegetal material and sown in a greenhouse in Tunja, Colombia, in glass vessels containing a nutritive solution. Iron sulphate at 100 and 250 ppm Fe concentration was added about three weeks after transplanting (as well as control with out iron sulphate) for inducing reactions to the excess of metal in the plants. Chlorophyll fluorescence was measured in leaves which were fully expanded and adapted to the dark seventeen days after applying Fe. Analysis of variance (ANOVA) revealed significant differences for all the variables evaluated in this study, except for the coefficient of non-photochemical quenching (qN).The results showed that toxicity caused by an excess of iron indu- ced an increased level of stress in the broccoli plants evaluated here, there by affecting photosystem II’s (PSII) maximum quantumyield (Fv/Fm), PS II operating efficiency ()II), coefficient of photochemical quenching (qP) and electron transport rate. The foregoing makes it evident that an excess of iron modified the fraction of excitation energy destined for photo- chemical and non-photochemical processes, thereby having a direct impact on photosynthesis in the plants evaluated here.Key words: photosystem II (PSII), photosynthetic capacity, light capture, photosynthetic reaction centre, excess energy, photo-inhibition.Resumo: Usando um delineamento experimental inteiramente casualizado, com três tratamentos e sete repetições por tratamento, determinou-se a fluorescência da clorofila a em plantas de brócolis submetidas à toxicidade de ferro. Como o material inicial foram tomadasmudas de brocolis (Brassica oleracea var Itálica) Híbrido Legacy de um mês de idade, que foram plan- tadas em recipientes de vidro com uma solução nutritiva em casa de vegetação em Tunja - Colômbia. Cerca de três sema- nas após o transplante foi adicionado sulfato de ferro em concentrações de 100 e 250 ppm de Fe, com um controle sem aplicação de sulfato de ferro para induzir reações das plantas ao metal em excesso. Dezessete dias após as aplicações Fe foram realizadas medições de fluorescência da clorofila em folhas completamente expandidas e adaptadas a escuridão. A análise de variância foram encontradas diferenças significativas para todas as variáveis avaliadas, exceto para o coeficiente de extinção não-fotoquímica (qN). Os resultados indicam que a toxicidade por excesso de ferro induziu um aumento no nível de estresse nas plantas de brócolis avaliados, afetando a eficiência quântica máxima e o desempenho fotoquímico operacional do PSII (Fv / Fm e )II, respectivamente), do mesmo modo que o coeficiente de extinção fotoquímica da fluo- rescência (qP), e a taxa de transporte de electrões. Com o acima exposto, é evidente que o excesso de ferro modificou a fração energia de excitação destinada a processos fotoquímicos e não fotoquímicos participando diretamente no processo de fotossíntese nas plantas avaliadas.Palavras-chave: capacidade fotossintética, captura de luz, centros de reação, excesso de energia, foto inibição.
Resumen en inglés
Titulo en ingles: Photochemical efficiency of photosystem II (PSII) in broccol. plants (Brassica oleracea var Italica) affected by excess iron.Titulo en portugues: Eficiência fotoquímica do fotossistema II em plantas de brócolis. (Brassicaoleracea var Itálica) afetadas por excesso de ferroResumen: Utilizando un diseño completamente aleatorizado, con tres tratamientos y siete repeticiones por tratamiento, se determinó la fluorescencia de la clorofila a en plantas de brócoli sometidas a toxicidad por hierro. Como material vegetal inicial se tomaron plántulas de brócoli (Brassica oleracea var. Italica) híbrido Legacy de un mes de edad, las que se sembraron en contenedores de vidrio con una solución nutritiva, bajo invernadero en Tunja – Colombia. Aproximadamente tres semanas después del transplante se adicionó sulfato de hierro en concentraciones de 100 y 250 ppm de Fe, con un control sin aplicación de sulfato de hierro, para inducir reacciones de las plantas al exceso del metal. Diecisiete días después de las aplicaciones de Fe se realizaron las mediciones de fluorescencia de la clorofila, en hojas completamente expandidas y adaptadas a la oscuridad. El análisis de varianza encontró diferencias significativas para todas las variables evaluadas, excepto para el coeficiente de extinción no fotoquímica (qN). Los resultados indican que la toxicidad por exceso de hierro indujo un incremento en el nivel de estrés en las plantas de brócoli evaluadas, lo que afectó la eficiencia cuántica máxima y el rendimiento fotoquímico operacional del PSII (Fv/Fm y )II, respectivamente), al igual que el coeficiente de extinción foto- química de la fluorescencia (qP) y la tasa de transporte de electrones. Con lo anterior, es evidente que el exceso de hierro modificó la fracción de energía de excitación destinada para los procesos fotoquímicos y no fotoquímicos, incidiendo de forma directa en el proceso fotosintético de las plantas evaluadas.Palabras clave: capacidad fotosintética, captura de luz, centros de reacción, exceso de energía, fotoinhibición.Abstract: Acompletely randomised design, having three treatments and seven repeats per treatment, was used for determining chlorophyll a fluorescence in broccoli plants affected by iron toxicity. One month old Legacy hybrid broccoli seedlings (Brassica oleracea var. Italica) were taken as initial vegetal material and sown in a greenhouse in Tunja, Colombia, in glass vessels containing a nutritive solution. Iron sulphate at 100 and 250 ppm Fe concentration was added about three weeks after transplanting (as well as control with out iron sulphate) for inducing reactions to the excess of metal in the plants. Chlorophyll fluorescence was measured in leaves which were fully expanded and adapted to the dark seventeen days after applying Fe. Analysis of variance (ANOVA) revealed significant differences for all the variables evaluated in this study, except for the coefficient of non-photochemical quenching (qN).The results showed that toxicity caused by an excess of iron indu- ced an increased level of stress in the broccoli plants evaluated here, there by affecting photosystem II’s (PSII) maximum quantumyield (Fv/Fm), PS II operating efficiency ()II), coefficient of photochemical quenching (qP) and electron transport rate. The foregoing makes it evident that an excess of iron modified the fraction of excitation energy destined for photo- chemical and non-photochemical processes, thereby having a direct impact on photosynthesis in the plants evaluated here.Key words: photosystem II (PSII), photosynthetic capacity, light capture, photosynthetic reaction centre, excess energy, photo-inhibition.Resumo: Usando um delineamento experimental inteiramente casualizado, com três tratamentos e sete repetições por tratamento, determinou-se a fluorescência da clorofila a em plantas de brócolis submetidas à toxicidade de ferro. Como o material inicial foram tomadasmudas de brocolis (Brassica oleracea var Itálica) Híbrido Legacy de um mês de idade, que foram plan- tadas em recipientes de vidro com uma solução nutritiva em casa de vegetação em Tunja - Colômbia. Cerca de três sema- nas após o transplante foi adicionado sulfato de ferro em concentrações de 100 e 250 ppm de Fe, com um controle sem aplicação de sulfato de ferro para induzir reações das plantas ao metal em excesso. Dezessete dias após as aplicações Fe foram realizadas medições de fluorescência da clorofila em folhas completamente expandidas e adaptadas a escuridão. A análise de variância foram encontradas diferenças significativas para todas as variáveis avaliadas, exceto para o coeficiente de extinção não-fotoquímica (qN). Os resultados indicam que a toxicidade por excesso de ferro induziu um aumento no nível de estresse nas plantas de brócolis avaliados, afetando a eficiência quântica máxima e o desempenho fotoquímico operacional do PSII (Fv / Fm e )II, respectivamente), do mesmo modo que o coeficiente de extinção fotoquímica da fluo- rescência (qP), e a taxa de transporte de electrões. Com o acima exposto, é evidente que o excesso de ferro modificou a fração energia de excitação destinada a processos fotoquímicos e não fotoquímicos participando diretamente no processo de fotossíntese nas plantas avaliadas.Palavras-chave: capacidade fotossintética, captura de luz, centros de reação, excesso de energia, foto inibição.