Eficiencia fotoquímica del fotosistema II en plantas de brócoli (Brassica oleracea var Italica) afectadas por exceso de hierro Eficiencia fotoquímica del fotosistema II en plantas de brócoli (Brassica oleracea var Italica) afectadas por exceso de hierro

Resumen

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 ferro

Resumen:  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.