60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

A inundação provocada por chuvas torrenciais, em solos com baixa capacidade de drenagem, pode levar a alterações metabólicas no sistema radicular de plantas em função da disponibilidade de Oxigênio. A respiração das raízes pode ser prejudicada em função da condição de hipoxia ocasionada por este tipo de estresse. Entretanto, pouco é conhecido a respeito da fixação de nitrogênio (N₂) sob estas condições. A fixação biológica do N₂ é mais sensível ao estresse de O₂ do que a respiração, provavelmente, por ser dirigida por altos níveis de ATP. Plantas de soja noduladas, ao serem transferidas para um sistema hidropônico, apresentaram forte inibição da fixação de N₂ sem que a respiração das raízes fosse prejudicada. A inundação leva a uma redução quase total no teor do aminoácido glutamina (Gln) na seiva do xilema. A diminuição do transporte deste aminoácido é verificada dentro de 10 minutos de inundação. Esta evidência, aliada a outras que sugerem que a Gln do xilema pode ser um parâmetro indicador da fixação de N₂, indica a alta sensibilidade deste processo à inundação. O objetivo deste trabalho foi verificar se o aminoácido Gln, transportado pela seiva do xilema, poderia ser utilizado como indicador do estresse causado por alagamento do sistema radicular.

METODOLOGIA:

Neste experimento foram utilizadas plantas de soja, cultivar IAC-17, inoculadas com Bradyrhizobium elkanii, cultivadas em vasos contendo vermiculita como substrato, e nutridas com solução nutritiva sem nitrogênio em casa-de-vegetação. No estádio V-6-7, um grupo de plantas foi inundado por 10, 20, 30 e 60 minutos e, posteriormente, drenadas. O teor de aminoácidos da seiva do xilema foi determinado por HPLC em alíquotas coletadas, seqüencialmente, em lotes de 50µL em tubos do tipo eppendorf, durante, e após a retirada do estresse. Outro grupo de plantas foi inundado por 1, 8, 24 e 48 horas. Os aminoácidos foram, então, determinados na seiva do xilema e a atividade da nitrogenase foi determinada “in situ” em nódulos de raízes destacadas imediatamente após a drenagem. A atividade foi acompanhada medindo-se a evolução do H₂, em um sistema que passava um fluxo de 500 mL/min de N₂, livre de H₂, em uma câmara onde estavam as raízes. Posteriormente, o gás contendo o H₂, produzido pela atividade da nitrogenase, passava por um detector de H₂.

RESULTADOS:

Plantas de soja, em condições normais de fixação do N₂, transportaram 20-25 mol% de glutamina para a parte aérea. Em condições de estresse por alagamento, o transporte deste aminoácido diminuiu gradativamente, na seiva do xilema, para valores próximos de zero e após a drenagem, se recuperou e atingiu valores próximos aos considerados normais, o que indicou recuperação da fixação biológica. O transporte começou a se recuperar, após a drenagem, em todos os tempos de alagamento, mas o tempo de recuperação variou de acordo com a duração do estresse. A recuperação foi bastante lenta em plantas inundadas por 48 horas e não atingiu valores normais. O transporte de Gln acompanhou à recuperação da atividade enzimática nos nódulos. Após a drenagem, os valores da evolução do H₂ em N₂, indicaram que a atividade da nitrogenase também se recuperou gradativamente, semelhantemente, ao verificado para o transporte de glutamina. No caso da atividade enzimática, a recuperação também foi mais lenta em função do tempo de alagamento. A inundação por 48 horas parece causar um dano mais grave ao metabolismo de N₂, pois, durante a realização deste experimento estas plantas não apresentaram valores iguais aos apresentados por plantas controle. O mesmo efeito foi verificado para Gln do xilema.

CONCLUSÕES:

A partir dos dados de transporte de Gln, do sistema radicular para a parte aérea via xilema sob condições de inundação, é possível considerar que este aminoácido pode ser utilizado como indicador da eficiência da fixação biológica. Os teores deste aminoácido, após a retirada do estresse causado por alagamento, começaram a aumentar para valores normais, o que foi correlacionado com a atividade da enzima nitrogenase dos nódulos. Estes dados reforçam as evidências de que a Gln encontrada no xilema é produto direto da fixação biológica.

Instituição de fomento: CNPq

Palavras-chave: fixação de nitrogênio, hipoxia, glutamina

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