High Light Intensity Enhances Chlorosis and Necrosis in Leaves of Zinc, Potassium, and Magnesium Deficient Bean (Phaseolus vulgaris) Plants

Resumo

O efeito de intensidades de luz variadas (80μEm2s-1 a 600μEm-2s-1) sobre a clorose e a necrose nas folhas de plantas de feijão (Phaseolus vulgaris L. cv. Prélude) com deficiência de zinco (Zn), potássio (K) e magnésio (Mg) foi estudado em experimentos de hidroponia com diferentes suprimentos de Zn, K e Mg.
Com o aumento da intensidade da luz, o peso seco da planta aumentou em plantas com suprimento suficiente de nutrientes, mas não em plantas com deficiência de Zn e K. As concentrações de clorofila diminuíram com o aumento da intensidade da luz, especialmente em plantas com deficiência de Zn, K ou Mg. Com alta intensidade de luz, ocorreram sintomas graves de clorose e necrose nas plantas deficientes, embora a intensidade da luz não tenha tido efeito significativo sobre as concentrações desses elementos minerais nas folhas. Nas plantas deficientes expostas a alta intensidade de luz, o sombreamento parcial das lâminas das folhas evitou ou, pelo menos, atrasou drasticamente o desenvolvimento de clorose e necrose nas áreas sombreadas.
Nas folhas das plantas com deficiência de Zn, as concentrações de carboidratos (açúcares redutores, sacarose, amido) aumentaram com o aumento da intensidade da luz, principalmente nas folhas primárias. Em contraste, as concentrações de carboidratos na raiz foram muito menores nas plantas com deficiência de Zn expostas a alta intensidade de luz. O reabastecimento de Zn às plantas com deficiência de Zn por até 96 horas reduziu notavelmente as concentrações de sacarose nas folhas mais velhas.
Os efeitos do aumento da intensidade da luz sobre a gravidade da clorose e da necrose são discutidos em relação à intensidade da luz.

Abstract

The effect of varied light intensities (80μEm2s-1 to 600μEm-2s-1) on chlorosis and necrosis in leaves of zinc (Zn), potassium (K) and magnesium (Mg) deficient bean (Phaseolus vulgaris L. cv. Prélude) plants was studied in water culture experiments with different Zn, K and Mg supplies.
With increasing light intensity plant dry weight increased in plants with sufficient nutrient supply, but not in Zn and K deficient plants. Chlorophyll concentrations declined with increasing light intensity, particularly in plants deficient in either Zn, K or Mg. At high light intensity, severe symptoms of chlorosis and necrosis occurred in the deficient plants, although light intensity was without significant effect on the concentrations of these mineral elements in the leaves. In the deficient plants exposed to high light intensity, partial shading of the leaf blades either prevented or at least drastically delayed development of chlorosis and necrosis in the shaded areas.
In leaves of Zn deficient plants the concentrations of carbohydrates (reducing sugars, sucrose, starch) increased with increasing light intensity, particularly in primary leaves. In contrast, root concentrations of carbohydrates were much lower in Zn deficient plants exposed to high light intensity. Resupply of Zn to Zn deficient plants for up to 96 h remarkably decreased concentrations of sucrose in the older leaves.
The effects of increasing light intensity on the severity of chlorosis and necrosis are discussed in relation to photooxidation of thylakoid constituents by activated O2 species. Elevated levels of these toxic O2 species are to be expected as a result of impairment in the photosynthetic carbon turnover and electron transfer in leaves of plants deficient in Zn, K or Mg.