Effects of a CO2-enriched atmosphere on the photosynthesis, growth, and carbohydrate metabolism of açaí (Euterpe oleracea Mart.)

Dentre a gama de estudos existentes acerca das respostas de plantas ao incremento de CO2 atmosférico associado às mudanças climáticas, são poucas as investigações que contemplam espécies amazônicas frente à relevância desse ecossistema, e se desconhecem estudos desse aspecto com palmeiras. O açaí (Euterpe oleracea Mart., Arecaceae) é uma espécie típica de planícies da Floresta Amazônica sujeitas ao regime anual de inundação e, além de ser extremamente tolerante à anóxia, apresenta elevado valor comercial e um potencial para a produção de energia a partir de biomassa, gerando uma exploração economicamente sustentável. Este trabalho buscou caracterizar o crescimento inicial de plântulas de açaí quanto à fotossíntese, crescimento e metabolismo de carboidratos e investigar as respostas desses parâmetros ao incremento de CO2 atmosférico (de 380ppm - ambiente para 760ppm - elevado) em duas escalas temporais: ao longo do desenvolvimento das plântulas (entre 105 e 195 dias após a germinação, período de desenvolvimento da segunda folha) e ao longo de 24 horas (aos 175 dias após a germinação). Foram analisadas medidas de altura, área foliar, acúmulo e alocação de biomassa, curvas de resposta da fotossíntese à luz, conteúdo de clorofila e concentração de carboidratos não-estruturais. Foi verificado que o período de estabelecimento das plântulas se estende até cerca de 150 dias após a germinação e se sobrepôs ao experimento com elevado CO2. A presença de outra via de entrada de carbono além da fotossíntese tamponou mas não inibiu os efeitos do aumento de CO2 atmosférico. Foram observadas ao longo do experimento reduções na área foliar, condutância estomática e respiração no escuro e aumentos na fotossíntese e eficiência de uso da água, além de aumento na concentração de carboidratos não-estruturais e na biomassa. Os dados obtidos após o esgotamento das reservas do endosperma não apresentaram sinais de que a planta aclimatará ao incremento de CO2, pois aos 90 dias de experimento foram observadas as maiores porcentagens de aumento na fotossíntese, 89%, e no teor de amido, 300%. Esses resultados indicam que essa espécie apresenta uma grande capacidade de aumento da força de dreno, o que diminui a sinalização por açúcares possibilitando a manutenção de uma resposta positiva ao incremento de CO2 atmosféricoDespite all knowledge available nowadays on plant responses to increasing atmospheric CO2, few are the studies that focus on Amazonian species in contrast to the biological relevance of this ecosystem, and no record has been found of Palm species analysis on this area of research. Açaí palm (Euterpe oleracea Mart., Arecaceae) is a typical species of Amazon plains subjected to annual periods of flooding. Apart from being extremely anoxia tolerant, this species presents high commercial value and a potential of energy production through biomass utilization, counting towards a sustainable economic exploitation. This study aimed to characterize the initial growth of açaí palm seedlings as for photosynthesis, growth and carbohydrate metabolism and to investigate these parameters\' responses to an increase on atmospheric CO2 (from 380ppm - ambient to 760ppm - elevated) on two temporal scales: throughout seedling development (from 105 to 195 days post germination, time span of second leaf development) and throughout 24 hours (at 175 days post germination). Analysis included: height, leaf area, biomass increase and allocation, light-response curves, chlorophyll content and non-structural carbohydrate concentration. It was observed that the seedling establishment period extends to 150 days post germination and overlapped the elevated CO2 experiment. The presence of another carbon entry pathway besides photosynthesis buffered the effects of elevated CO2, but did not inhibit them. Results observed were reductions on leaf area, stomatal conductance and dark respiration and increases on photosynthesis, water use efficiency, non-structural carbohydrate content and biomass. The results obtained after seed reserves were depleted did not seem to indicate that this species will present acclimation to elevated CO2, since the greater percentages of increase on photosynthesis (89%) and starch content (300%) occurred at the end of the experiment (90 days on elevated CO2). These results indicate that açaí palm seedlings have a large capacity of sink strenght increase, which reduces sugar signaling and maintains a positive response to the increase on atmospheric CO