Alterações morfofisiológicas e metabólitos secundários produzidos por feijoeiros submetidos ao estresse hídrico: uma revisão integrativa
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i14.36506Palavras-chave:
Phaseolus; Vigna; Plantas C3; Seca.Resumo
Os feijões dos gêneros Phaseolus, Vigna e as culturas de metabolismo C3, de forma geral, são sensíveis à seca e apresentarão uma série de respostas para escapar ou resistir deste estresse. Estas respostas induzem alterações morfológicas, as quais estão associadas a mudanças na fisiologia vegetal, que influenciam diretamente nos parâmetros de fotossíntese, condutância estomática, transpiração e eficiência no uso da água. Portanto, o objetivo desta revisão de literatura, é demonstrar informações acerca das alterações morfofisiológicas de feijoeiros dos gêneros Phaseolus e Vigna submetidos ao estresse hídrico, bem como, correlacionar o estresse abiótico com a produção de metabólitos secundários capazes de protegerem essas plantas quando submetidas a condições ambientais adversas. Foi realizada uma revisão bibliográfica integrativa de artigos publicados nas duas últimas décadas no ‘Portal de Periódicos da CAPES’ e nas bases de dados: ‘Scielo’, ‘Science Direct’ e ‘Web of Science’ para atualização do estado da arte sobre este assunto, evidenciando as principais respostas diferenciais que os feijoeiros demonstram em condições de seca, bem como, dos principais metabólitos secundários produzidos por estas culturas em condições do estresse abiótico por deficiência hídrica. Os estudos avaliados nesta pesquisa demonstraram que os parâmetros de produtividade são os mais afetados pela escassez hídrica, sobretudo quando o déficit hídrico é imposto nas fases reprodutivas de floração e frutificação. Os feijoeiros produzem metabólitos secundários das classes dos taninos, flavonoides e antocianinas a fim de driblar a escassez hídrica aliada a produção de solutos osmoprotetores como a prolina e de enzimas antioxidantes.
Referências
Aguiar, R. S. de; Moda-Cirino, V., Faria, R. T., & Vidal, L. H. I. (2008). Avaliação de linhagens promissoras de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) tolerantes ao déficit hídrico. Semina:Ciencias Agrarias, 29(1), 1–14. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2008v29n1p1.
Anjum, S. A., Xie, X., Wang, L., Saleem, M. F., Man, C., & Lei, W. (2011). Morphological, physiological, and biochemical responses of plants to drought stress. African Journal of Agricultural Research, 6(9), 2026–2032. https://doi.org/10.5897/AJAR10.027.
Ayan, L. R., González, L. M., Guerrero, Y. R., Rodrígues, J. D., & Vázquez, M. N. (2014). Aspectos fisiológicos, bioquímicos y expresión de genes en condiciones de déficit hídrico. Influencia en el proceso de germinación. Cultivos Tropicales, 35(3), 24–35. http://ediciones.inca.edu.cu.
Azevedo, B. M. de; Fernandes, C. N. V., Pinheiro, J. A., Braga, E. S., Campêlo, A. R., Viana, T. V. de A., Camboim Neto, L. de F., & Marinho, A. B. (2011). Efeitos das lâminas de irrigação na cultura do feijão Vigna de cor preta. Agropecuária Técnica, 32(1), 152–159.
Bianchi, L., Germino, G. H., & Silva, M. de A. (2016). Adaptação das plantas ao déficit hídrico. Acta Iguazu, 5(4), 15–32.
Cecchini, N. M.; Monteoliva, M. I., & Alvarez, M. E. (2011). Proline dehydrogenase is a positive regulator of cell death in different kingdoms. Plant Signaling & Behavior, 6(8), 1195–1197. https://doi.org/10.1104/pp.110.16716.
Coêlho, J. D. (2021). Feijão: produção e mercados. Caderno Setorial ETENE, 6(197), 1–9.
Conceição, C. G. da; Parizi, A. R. C., Gomes, A. C. dos S., Bitencourt, G. B. de;, & Conceição, J. A. da. (2017). Influência de lâminas de irrigação sobre a produção do feijão comum conduzido na 2a safra. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 11(6), 1876–1883. https://doi.org/10.7127/rbai.v11n600645.
Conceição, C. G. da; Robaina, A. D., Peiter, M. X., Parizi, A. R. C., & Conceição, J. A. da. (2018). Desenvolvimento vegetativo do feijoeiro irrigado com diferentes lâminas. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 12(2), 2406–2417. https://doi.org/10.7127/rbai.v12n200676.
Correia, K. G. & Nogueira, R. J. M. C. (2004). Avaliação do crescimento do amendoim (Arachis hypogaea L.) submetido a déficit hídrico. Revista de Biologia e Ciências da Terra, 4(2), 1–7.
Costa, R. C. L. da; Lobato, A. K. da S., da Silveira, J. A. G., & Laughinghouse IV, H. D. (2011). ABA-mediated proline synthesis in cowpea leaves exposed to water deficiency and rehydration. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 35(3), 309–317. https://doi.org/10.3906/tar-0911-409.
Endres, L., Souza, J. L. de; Teodoro, I., Marroquim, P. M. G.; Santos, C. M. dos; & Brito, J. E. D. de. (2010). Gas exchange alteration caused by water deficit during the bean reproductive stage. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 14(1), 11–16.
Galvão, Í. M., Santos, O. F. dos; Souza, M. L. C. de; Guimarães, J. de J., Kühn, I. E., & Broetto, F. (2019). Biostimulants action in common bean crop submitted to water deficit. Agricultural Water Management, 225(May), 105762. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.105762.
Ganesan, K., & Xu, B. (2017). Polyphenol-rich dry common beans (Phaseolus vulgaris L) and their health benefits. International Journal of Molecular Sciences, 18(2331), 1–26. https://doi.org/10.3390/ijms18112331.
Gomes, A. A., Araújo, A. P., Rossiello, R. O. P., & Pimentel, C. (2000). Acumulação de biomassa, características fisiológicas e rendimento de grãos em cultivares de feijoeiro irrigado e sob sequeiro. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 35(10), 1927–1937. https://doi.org/10.1590/s0100-204x2000001000003
Gomes, G. R., Moritz, A., Freiria, G. H., Furlan, F. F., & Takahashi, L. S. A. (2016). Yield performance of bushing snap bean genotypes in two environments. Scientia Agropecuaria, 07(02), 85–92. https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2016.02.01
Gondim, T. M. de S., Cavalcante, L. F., & Beltrão, N. E. de M. (2010). Aquecimento Global: salinidade e consequências no comportamento vegetal. Revista Brasileira de Oleaginosas e Fibrosas - RBOF, 14(1), 37–54.
Goufo, P., Moutinho-Pereira, J. M., Jorge, T. F., Correia, C. M., Oliveira, M. R., Rosa, E. A. S., António, C., & Trindade, H. (2017). Cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) metabolomics: Osmoprotection as a physiological strategy for drought stress resistance and improved yield. Frontiers in Plant Science, 8(April). https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00586
Guimarães, C. M..; Stone, L. F.; Peloso, M. J. del; & Oliveira, J. P. de; (2011). Genótipos de feijoeiro comum sob deficiência hídrica. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 15(7), 649–656. https://doi.org/10.1590/s1415-43662011000700001
Hatfield, J. L., Boote, K. J., Kimball, B. A., Ziska, L. H., Izaurralde, R. C., Thomson, A. M., & Wolfe, D. (2011). Impacts on Agriculture: Implications for Crop Production. Agronomy Journal, 103(2), 351–370.
Hinojosa, L., González, J. A., Barrios-Masias, F. H., Fuentes, F., & Murphy, K. M. (2018). Quinoa abiotic stress responses: A review. Plants, 7(4), 1–32. https://doi.org/10.3390/plants7040106
Jacinto Júnior, S. G.; Moraes, J. G. L., da Silva, F. D. B., Silva, B. D. N., de Sousa, G. G., de Oliveira, L. L. B., & Mesquita, R. O. (2019). Physiological responses of fava genotypes (Phaseolus lunatus L.) submitted to water stress cultivated in the state of Ceará. Revista Brasileira de Meteorologia, 34(3), 413–422. https://doi.org/10.1590/0102-7786343047.
Lima, E. N., dos Silva, M. L. S., de Abreu, C. E. B., Mesquita, R. O., Lobo, M. D. P., Monteiro-Moreira, A. C. O., Gomes-Filho, E., & de Bertini, C. H. C. M. (2019). Differential proteomics in contrasting cowpea genotypes submitted to different water regimes. Genetics and Molecular Research, 18(4), 1–17. https://doi.org/10.4238/gmr18396.
Lisar, S. Y. S., Motafakkerazad, R. M. M. & Rahm, I. M. M. (2012). Water stress in plants: causes, effects and responses. Water Stress, June 2014. https://doi.org/10.5772/39363
Luna-Flores, W., Estrada-Medina, H., Morales-Maldonado, E. & Álvarez-Rivera, O. (2015). Estrés por déficit hídrico en plantas: una revisión. Chilean Journal of Agricultural and Animal Sciences, 30(3), 61–69.
Machado Neto, N. B., Custódio, C. C., Costa, P. R., & Doná, F. L. (2006). Deficiência hídrica induzida por diferentes agentes osmóticos na germinação e vigor de sementes de feijão. Revista Brasileira de Sementes, 28(1), 142–148. https://doi.org/10.1590/S0101-31222006000100020
Machado Neto, N. B., & Durães, M. A. B. (2006). Physiological and biochemical response of common bean varieties treated with salicylic acid under water stress. Crop Breeding and Applied Biotechnology, 6(4), 269–277. https://doi.org/10.12702/1984-7033.v06n04a03
Maia, A. J., Pereira, P. S., Rocha, D. G. da F., Távora, F. J. F., & Barros, L. M. (2013). Efeito do estresse hídrico no crescimento de plantas de feijão de corda. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer, 9(17), 876–886.
Manjeru, P., Madanzi, T., Makeredza, B., Nciizah, A., & Sithole, M. (2007). Effects of water stress at different growth stages on components and grain yield of common bean (Phaseolus vulgaris L.). African Crop Science Conference Proceedings, 8(October), 299–303. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2500.5924
Martinez, C. A., Oliveira, E. A. D. de; Mello, T. R. P., & Alzate-Marin, A. L. (2015). Respostas das plantas ao incremento atmosférico de dióxido de carbono e da temperatura. Revista Brasileira de Geografia Física, 8 (Número especial VI SMUD), 635–650. https://doi.org/10.5935/1984-2295.20150020
Melo, A. S. de; Silva, A. R. F. da; Dutra, A. F., Dutra, W. F., Sá, F. V. da S., & Rocha, M. de M. (2018). Crescimento e pigmentos cloroplastídicos de genótipos de feijão Vigna sob déficit hídrico. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 12(3), 2579–2591. https://doi.org/10.7127/rbai.v12n300698
Mendes, R. M. de S., Távora, F. J. A. F., Pitombeira, J. B., & Nogueira, R. J. C. (2007). Relações fonte-dreno em feijão-de-corda submetido à deficiência hídrica. Revista Ciência Agronômica, 38(1), 95–103.
Molina, J. C., Moda-Cirino, V., Fonseca Júnior, N. da S., Faria, R. T. de; & Destro, D. (2001). Response of common bean cultivars and lines to water stress. Cropp Breeding and Applied Biotechnology, 1(4), 363–372. https://doi.org/10.13082/1984-7033.v01n04a05
Moraes, L. de; Santos, R. K., Zeiger; W. T., & Krupek, R. A. (2013). Avaliação da área foliar a partir de medidas lineares simples de cinco espécies vegetais sob diferentes condições de luminosidade. Revista Brasileira de Biociências, 11(4), 381–387.
Moraes, W. B., Martins Filho, S., Garcia, G. de O., Caetano, S. de P., & Moraes, W. B. (2010). Seleção de genótipos de feijoeiro à seca. Idesia, 28(2), 53–59.
Morais, W. A., Soares, F. A. L., Cunha, F. N., Silva, N. F. da; Vidal, V. M., & Teixeira, M. B. (2016). Sistema radicular, teores de água e distribuição de fotoassimilados no feijoeiro submetidos a variações de adubação e irrigação. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 10(2), 533–543. https://doi.org/10.7127/rbai.v10n200391
Munné-Bosch, S., Queval, G., & Foyer, C. H. (2013). The impact of global change factors on redox signaling underpinning stress tolerance. Plant Physiology, 161(1), 5–19. https://doi.org/10.1104/pp.112.205690
Nascimento, S. P. do; Bastos, E. A.; Araújo, E. C. E.; Freire Filho, F. R. & Silva, E. M. da. (2011). Tolerância ao déficit hídrico em genótipos de feijão-caupi. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 15(8), 853–860.
Oliveira, A. D. de; Fernandes, E. J. ., & Rodrigues, T. de J. D. (2005). Condutância estomática como indicador de estresse hídrico em feijão. Engenharia Agrícola, 25(1), 86–95.
Oliveira, A. E. de S., Simeão, M., Mousinho, F. E. P., & Gomes, R. L. F. (2014). Desenvolvimento do feijão-fava (Phaseolus lunatus L.) sob déficit hídrico cultivado em ambiente protegido. Holos, 1, 143. https://doi.org/10.15628/holos.2014.1867
Oliveira, J. P. de; (1977). Método não destrutivo para determinação da área foliar do feijoeiro caupí, Vigna sinensis (L) savi, cultivado em casa de vegetação. Revista Ciência Agronômica, 7(1–2), 53–57.
Pellegrino, G. Q., Assad, E. D., & Marin, F. R. (2007). Mudanças climáticas globais e a agricultura no Brasil. Revista Multiciência, 8, 139–162.
Pereira Filho, J. V., Bezerra, F. M. L., Silva, T. C. da; & Pereira, C. C. M. de S. (2017a). Crescimento vegetativo do feijão-caupi cultivado sob salinidade e déficit hídrico. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 11(8), 2217–2228. https://doi.org/10.7127/rbai.v11n800718
Pereira Filho, J. V., Bezerra, F. M. L., Silva, T. C. da; Pereira, C. C. M. de S., & Chagas, K. L. (2017b). Alteração química do solo cultivado com feijão caupi sob salinidade e dois regimes hídricos. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 11(8), 2206–2216. https://doi.org/10.7127/rbai.v11n800717
Pimentel, C., & Perez, J. de la C. (2000). Estabelecimento de parâmetros para avaliação de tolerância à seca, em genótipos de feijoeiro. Pesquisa Agropecuaria Brasileira, 35(1), 31–39. https://doi.org/10.1590/s0100-204x2000000100005
Queiroga, J. L., Romano, E. D. U.; Souza, J. R. P. & Miglioranza, É. (2003). Estimativa da área foliar do feijão-vagem (Phaseolus vulgaris L.) por meio da largura máxima do folíolo central. Horticultura Brasileira, 21(1), 64–68.
Quiroz-Sodi, M., Mendoza-Díaz, S., Hernández-Sandoval, L., & Carrillo-Angeles, I. (2018). Characterization of the secondary metabolites in the seeds of nine native bean varieties (Phaseolus vulgaris and P. coccineus) from Querétaro, Mexico. Botanical Sciences, 96(4), 650–661. https://doi.org/10.17129/botsci.1930
Ramabulana, T., Mavunda, R. D., Steenkamp, P. A., Piater, L. A., Dubery, I. A., & Madala, N. E. (2015). Secondary metabolite perturbations in Phaseolus vulgaris leaves due to gamma radiation. Plant Physiology and Biochemistry, 97, 287–295. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2015.10.018
Ramakrishna, A., & Ravishankar, G. A. (2011). Influence of abiotic stress signals on secondary metabolites in plants. Plant Signaling & Behavior, 6(11), 1720–1731. https://doi.org/10.4161/psb.6.11.17613
Sánchez-Reinoso, A. D., Ligarreto-Moreno, G. A., & Restrepo-Díaz, H. (2020). Evaluation of drought indices to identify tolerant genotypes in common bean bush (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Integrative Agriculture, 19(1), 99–107. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(19)62620-1
Santos, R. F., & Carlesso, R. (1998). Déficit hídrico e os processos morfológico e fisiológico das plantas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 2(3), 287–294.
Saucedo, M. C. C., Téllez, L. C., Hernández, V. A. G., Alvarado, A. D., Varela, A. S., & Santos, G. G. de los. (2006). Respuestas fisiológicas, rendimiento y calidad de semilla en frijol sometido a estrés hídrico. Interciencia, 31(6), 461–466.
Shui, X. R., Chen, Z. W., & Li, J. X. (2013). MicroRNA prediction and its function in regulating drought-related genes in cowpea. Plant Science, 210, 25–35. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2013.05.002
Silva, B. do N., Paula, S. de O., Oliveira, J. V. de; Silva, J. de S., Magalhães, C. H. C. de; Gomes-Filho, E., & Mesquita, R. O. (2019). Traditional varieties of caupi submitted to water deficit: physiological and biochemical aspects. Journal of Agricultural Science, 11(6), 424–436. https://doi.org/10.5539/jas.v11n6p424
Silva, H. T. da; & Costa, A. O. (2003). Caracterização botânica de espécies silvestres do gênero Phaseolus lunatus (Leguminosae) 21ª ed. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária: Santo Antônio de Goias - GO. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/CNPAF/21629/1/doc_156.pdf. Acesso em 23 set. 2022.
Silva, J. C. da; Heldwein, A. B., Martins, F. B., Streck, N. A., & Guse, F. I. (2007). Risco de estresse térmico para o feijoeiro em Santa Maria, RS. Ciência Rural, 37(3), 643–648. https://doi.org/10.1590/s0103-84782007000300007
Singh, S. K., & Raja Reddy, K. (2011). Regulation of photosynthesis, fluorescence, stomatal conductance and water-use efficiency of cowpea (Vigna unguiculata [L.] Walp.) under drought. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 105(1), 40–50. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2011.07.001
Sobrinho, O. P. L., Silva, G. S. da, Santos, L. N. S. dos, Castro Júnior, W. L., Pereira, Á. I. S., Teixeira, M. B., Gomes, L. F., Reis, M. N. O., & Soares, J. A. B. (2020). Técnicas de dendrometria no manejo da irrigação: uma revisão integrativa. Research, Society and Development, 9(8), e343984837. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i8.4837
Sousa, C. C. M. de; Pedrosa, E. M. R.; Rolim, M. M.; Oliveira Filho, R. A. de, Souza, M. A. L. M. de; & Pereira Filho, J. V. (2015). Crescimento e respostas enzimáticas do feijoeiro caupi sob estresse hídrico e nematoide de galhas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 19(2), 113–118. https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v19n2p113-118
Sousa, M. A. de; Lima, M. D. B., Silva, M. V. V. da, & Andrade, J. W. de S. (2009). Estresse hídrico e profundidade de incorporação do adubo afetando os componentes de rendimento do feijoeiro. Pesquisa Agropecuária Tropical, 39(2), 175–182.
Sousa, M. A. de; & Lima, M. D. B. (2010). Influência da supressão da irrigação em estádios de desenvolvimento do feijoeiro cv. Carioca comum. Bioscience Journal, 26(4), 550–557.
Sousa, R., & Sousa, J. (2017). Metabólicos secundários associados a estresse hídrico e suas funções nos tecidos vegetais. Revista Brasileira de Gestão Ambiental, 11(1), 1–8.
Taiz, L., Zeigler, E., Mollee, I. & Murphy, A. (2017). Fisiologia e desenvolvimento vegetal. (6ed.). Artmed: Porto Alegre - RS.
Tatagiba, S. D., Nascimento, K. J. T., Moraes, G. A. B. K., & Peloso, A. de F. (2013). Crescimento e rendimento produtivo do feijoeiro submetido à restrição hídrica. Engenharia da Agricultura, 21(5), 465–475. https://doi.org/10.15421/021229
Vale, N. M. do;, Barili, L. D., Rozzeto, D. S., Coimbra, J. L. M., Guidolin, A. F., & Köop, M. M. (2012). Avaliação para tolerância ao estresse hídrico em feijão. Biotemas, 25(3), 135–144. https://doi.org/10.5007/2175-7925.2012v25n3p135
Wink, M. (2013). Evolution of secondary metabolites in legumes (Fabaceae). South African Journal of Botany, 89, 164–175. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2013.06.006.
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