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

Titulo en ingles: Photoc hemical efficiency of photosystem II (PSII) in broccol. plants ( Brassica oleracea var Italica) affected by excess iron. Titulo en portugues: Eficiencia fotoquimica do fotossistema II em plantas de brocolis. ( Brassicaoleracea var Italica) afetadas por excesso de ferro Resumen: Utilizando un diseno completamente aleatorizado, con tres tratamientos y siete repeticiones por tratamiento, se determino la fluorescencia de la clorofila a en plantas de brocoli sometidas a toxicidad por hierro. Como material vegetal inicial se tomaron plantulas de brocoli ( Brassica oleracea var. Italica) hibrido Legacy de un mes de edad, las que se sembraron en contenedores de vidrio con una solucion nutritiva, bajo invernadero en Tunja – Colombia. Aproximadamente tres semanas despues del transplante se adiciono sulfato de hierro en concentraciones de 100 y 250 ppm de Fe, con un control sin aplicacion de sulfato de hierro, para inducir reacciones de las plantas al exceso del metal. Diecisiete dias despues de las aplicaciones de Fe se realizaron las mediciones de fluorescencia de la clorofila, en hojas completamente expandidas y adaptadas a la oscuridad. El analisis de varianza encontro diferencias significativas para todas las variables evaluadas, excepto para el coeficiente de extincion no fotoquimica (qN). Los resultados indican que la toxicidad por exceso de hierro indujo un incremento en el nivel de estres en las plantas de brocoli evaluadas, lo que afecto la eficiencia cuantica maxima y el rendimiento fotoquimico operacional del PSII (Fv/Fm y )II, respectivamente), al igual que el coeficiente de extincion foto- quimica de la fluorescencia (qP) y la tasa de transporte de electrones. Con lo anterior, es evidente que el exceso de hierro modifico la fraccion de energia de excitacion destinada para los procesos fotoquimicos y no fotoquimicos, incidiendo de forma directa en el proceso fotosintetico de las plantas evaluadas. Palabras clave: capacidad fotosintetica, captura de luz, centros de reaccion, exceso de energia, fotoinhibicion. Abstr act: 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 tres tratamentos e sete repeticoes por tratamento, determinou-se a fluorescencia da clorofila a em plantas de brocolis submetidas a toxicidade de ferro. Como o material inicial foram tomadasmudas de brocolis ( Brassica oleracea var Italica) Hibrido Legacy de um mes de idade, que foram plan- tadas em recipientes de vidro com uma solucao nutritiva em casa de vegetacao em Tunja - Colombia. Cerca de tres sema- nas apos o transplante foi adicionado sulfato de ferro em concentracoes de 100 e 250 ppm de Fe, com um controle sem aplicacao de sulfato de ferro para induzir reacoes das plantas ao metal em excesso. Dezessete dias apos as aplicacoes Fe foram realizadas medicoes de fluorescencia da clorofila em folhas completamente expandidas e adaptadas a escuridao. A analise de variância foram encontradas diferencas significativas para todas as variaveis avaliadas, exceto para o coeficiente de extincao nao-fotoquimica (qN). Os resultados indicam que a toxicidade por excesso de ferro induziu um aumento no nivel de estresse nas plantas de brocolis avaliados, afetando a eficiencia quântica maxima e o desempenho fotoquimico operacional do PSII (Fv / Fm e )II, respectivamente), do mesmo modo que o coeficiente de extincao fotoquimica da fluo- rescencia (qP), e a taxa de transporte de electroes. Com o acima exposto, e evidente que o excesso de ferro modificou a fracao energia de excitacao destinada a processos fotoquimicos e nao fotoquimicos participando diretamente no processo de fotossintese nas plantas avaliadas. Palavras-chave: capacidade fotossintetica, captura de luz, centros de reacao, excesso de energia, foto inibicao.