Metabolic adaptations of soybean plants submitted to recurrent periods of root system hypoxia associated with nitrate application
Fecha
2021-01-22Autor
Agualongo, Darwin Alexis Pomagualli
Metadatos
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O aumento de chuvas imprevisíveis associadas à drenagem limitada dos solos,
frequentemente causam inundações ou alagamento devido às mudanças
climáticas, alterando o estado de aeração do solo que resulta em deficiência de
oxigênio para as raízes das plantas, e a mudança da respiração aeróbica para
anaeróbica, reduzindo o status energético celular, além de desencadear
o estresse oxidativo e a redução das trocas gasosas. O estresse por
alagamento tem sido muitas vezes transitório e recorrente. As plantas têm a
capacidade de reter informações sobre um sinal de estresse passado
e possivelmente resultar em uma resposta modificada ao estresse recorrente, ou
uma resposta sustentada para futuras exposições por meio da aquisição de
memória. Estudos recentes revelaram que a nutrição com NO3
- aumenta os
níveis de óxido nítrico sob hipóxia, podendo reduzir a atividade das enzimas
fermentativas e a produção de espécies reativas de oxigênio em plantas
alagadas. Considerando o exposto, os objetivos deste trabalho foram: I explorar os mecanismos de um possível “priming” de um alagamento prévio
realizado no estádio vegetativo de plantas de soja (V3) para aliviar o efeito
negativo do estresse de um segundo alagamento realizado na fase reprodutiva
(R2) e II- avaliar se a aplicação do nitrato durante os eventos de estresse
(estádios V3 e R2) pode melhorar a tolerância da planta ao alagamento através
da "capacidade de priming" em plantas cultivadas sem o fornecimento de
nitrato (plantas noduladas). Para isso, dois experimentos foram conduzidos com
plantas de soja [(Glycine max (L.) Merril genótipo BR11-6042] cultivadas a
campo, em caixas (1 x 1 x 2 m,) contendo solo. Experimento I- Tratamentos:
Controle (plantas não alagadas) e alagamento, em plantas no estádio V3 e
R2, separadas em três grupos: alagamento no estádio V3 durante sete dias
(grupo V3); alagamento no estádio V3 (tratamento primário) e
posteriormente no estádio R2 por cinco dias (grupo V3R2) e alagamento apenas
no estádio R2 por cinco dias (grupo R2). O alagamento foi realizado por meio da
manutenção de uma lâmina de água sobre o solo. Experimento II- Tratamentos:
Alagamento sem fornecimento de N, grupos V3R2 e R2 e alagamento com
fornecimento de nitrato durante o alagamento, grupos V3R2N e R2N, com o seu
respectivo controle (com e sem aplicação de nitrato). Em cada caixa, foi
aplicado por vez, 25,78g de KNO3, três dias antes do alagamento e três dias
após o início do alagamento. O alagamento foi realizado conforme experimento
I. Foram avaliados: trocas gasosas (assimilação líquida de CO2, transpiração e
condutância estomática), concentrações de pigmentos fotossintéticos,
atividades de enzimas antioxidantes (SOD, APX, CAT, GPOD e DHAR), teores
de peróxido de hidrogênio e peroxidação lipídica, concentrações de
aminoácidos solúveis totais (TAA), açúcares solúveis totais (TSS), sacarose em
folhas e raízes, atividade de enzimas fermentativas (LDH, PDC e ADH) e AlaAT
em raízes, teor de nitrato e atividade da enzima NR o em folhas e raízes, e
componentes de rendimento . Em todas as variáveis analisadas, as plantas
V3R2 em condição de hipóxia e reoxigenação apresentam respostas de
memória ao estresse, melhorando efetivamente a eficiência fotossintética, a
capacidade antioxidante ao reduzir os danos oxidativo, a recuperação mais
rápida do metabolismo fermentativo, resultando em menores atividades da
enzima LDH, PDC, ADH e AlaAT; a disponibilidade de TSS, sacarose, TAA e
nitrato é favorecida e os componentes de rendimento são aumentados em
comparação a plantas R2. O nitrato aparentemente melhora a tolerância das
plantas ao alagamento (grupos R2 e V3R2) sem, no entanto, anular os efeitos
obtidos pelo “priming por alagamento” conduzido no estádio V3. Assim, os
grupos V3R2 e V3R2N mostraram os principais aspectos metabólicos que foram
modificados como resultado dos tratamentos de estresse recorrente na melhoria
da tolerância à hipóxia, fornecendo uma melhor compreensão dos processos
envolvidos no “efeito priming” em aumentar a tolerância de plantas de soja ao
alagamento.

