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Previous issue date: 2016-05-10 === Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq === Plants produce and emit a large array of volatile metabolites termed biogenic volatile
organic compounds (BVOCs) as an integral part of primary and secondary metabolism.
Monoterpenes are BVOCs from the largest family of plant natural products, the terpenoids.
Despite orders of magnitude difference in atmospheric reactivity and great diversity in
biological functioning, little is known about monoterpene speciation in tropical forests. Using
thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry techniques, twelve volatile
monoterpenes were identified and quantified in a central Amazon terra firma rainforest
including the first ambient air observations of the highly reactive cis-β-ocimene and trans-β-
ocimene. At the ecosystem scale, monoterpene mixing ratios in the ambient air were greatest
at the top of the canopy where light and temperatures are greatest. Leaf level monoterpene
emissions were found to be light dependent among the Amazon trees sampled in the field.
However, during drought stress conditions that led to leaf senescence, leaf monoterpene
emissions were found to be first light dependent followed by temperature dependent and an
acted as an early indicator of leaf lipid peroxidation. Further, leaf monoterpene emissions
revealed a strong non-linear relationship with net photosynthesis (Pn), dedicating up to 2% of
Pn to monoterpene emissions at leaf temperatures up to 30ºC and continuing to rise as leaf
temperatures increased. These results suggest that highly reactive monoterpenes may play
important roles as antioxidants protecting photosynthesis in plants and serve as near-canopy
sources of secondary organic aerosol precursors through atmospheric photooxidation
reactions. === As plantas produzem e emitem uma grande variedade de metabólitos voláteis
denominados compostos biogênicos orgânicos voláteis (BVOCs), como parte integrante do
metabolismo primário e secundário. Monoterpenos são BVOCs de a maior família de plantas
produtos naturais, os terpenóides. Apesar de diferenças das ordems de magnitude na
reatividade atmosférica e grande diversidade em funcionamento biológico deles, pouco se
sabe sobre a especiação dos monoterpenos em florestas tropicais. Usando tecnicas analiticas
de desorpção termica-chromatografia gasosa-espetrometria (TD-GC-MS), doze monoterpenos
voláteis foram identificados e quantificados numa floresta tropical de terra firma na Amazônia
central, incluindo as primeiras observações no ar ambiente dos monoterpenos que são
altamente reativos, cis-β-ocimeno e trans-β-ocimeno. Na escala do ecossistema, as taxas de
mistura dos monoterpenos no ar ambiente foram maiores no topo do dossel onde a luz e as
temperaturas são maiores. No nível das folhas, emissões dos monoterpenos foram dependente
da luz para as avores foram amostradas em campo. No entanto, durante as condições de seca
com estresses que levaram a senescência foliar, as emissões dos monoterpenos das folhas
foram dependente primeiro da luz e depois a temperatura e agirem como um indicador da
peroxidação lipídica folha. Além disso, as emissões dos monoterpenos das folhas revelou uma
forte relação não-linear com fotossíntese líquida (Pn), dedicando-se a 2% do Pn para as
emissões dos monoterpenos nas temperaturas das folhas até 30ºC e continuaram a aumentar
com as temperaturas da folha. Estes resultados sugerem que os monoterpenos o que são
altamente reativas podem ser importantes porque eles funçiõnam como antioxidantes que
protegem a fotossíntese nas plantas e também podem ser fontes perto do dossel dos
precursores dos aerossóis orgânicos secundários de fotooxidação na atmosfera.
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