Metabolismos do nitrogênio e antioxidante em plantas jovens de seringueira (Hevea spp) submetidas à baixa disponibilidade de oxigênio na presença de nitrato e/ou amônio

Abstract

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da baixa disponibilidade de oxigênio no substrato sobre as enzimas envolvidas na assimilação de nitrogênio e no sistema antioxidante de plantas jovens de seringueira cultivadas na ausência de nitrogênio e na presença de NO3- e/ou NH4+, bem como avaliar a interferência do alagamento e da fonte nitrogenada nos teores de NO3- e NH4+ na seiva xilemática e na taxa fotossintética. Para atender ao objetivo, as plantas foram submetidas a oito tratamentos, sendo ausência nitrogênio ou presença de NO3- e/ou NH4+ (0/0; 8/0; 0/8 e 4/4 mM) em duas condições de disponibilidade de oxigênio (com alagamento e sem alagamento). Aos 7, 14 e 21 dias após a indução do alagamento foram avaliadas às atividades enzimáticas da Redutase do nitrato (RN), Sintetase da Glutamina (GS), Glutamato sintase (NADH-GOGAT), Glutamato desidrogenase (GDH), Superóxido dismutase (SOD), Catalase (CAT) e Ascorbato peroxidase (APX), a concentração de NO3- e NH4+ na seiva do xilema, a fotossíntese e a formação de aerênquimas. Os resultados mostraram que o crescimento em altura das plantas não diferiu em função da fonte nitrogenada. Plantas cultivadas com NO3- apresentaram maior crescimento em diâmetro. Ocorreu um aumento na atividade da RN em raízes de plantas alagadas cultivadas com 8 mM de NO3-. A atividade da GS, nas raízes, foi menor em plantas alagadas independente da fonte nitrogenada, entretanto nas folhas não ocorreram diferenças. Não foi detectada atividade da GOGAT nas plantas cultivadas sem nitrogênio, nas cultivadas com NO3- a atividade diminuiu quando essas foram submetidas ao alagamento, enquanto que nas cultivadas com NH4+ a atividade da GOGAT foi favorecida pelo alagamento. A atividade da GDH em raízes de plantas cultivadas com NO3- foi menor nas plantas alagadas, o oposto ocorreu nas plantas cultivadas com NH4+. O teor de NO3- na seiva do xilema em plantas cultivadas com NO3- foi menor nas alagadas, o contrário ocorreu com o teor de NH4+ nas plantas cultivadas com esse cátion. Quanto às respostas das enzimas do sistema antioxidante, não foram detectadas atividades da SOD, CAT e APX em raízes de seringueira. Entretanto nas folhas, observou-se que a atividade da SOD nas plantas cultivadas com NO3- foi maior nas plantas alagadas. O alagamento aumentou a atividade da APX em todos os tratamentos. As maiores taxas fotossintéticas foram observadas nas plantas cultivadas com NO3-, com ou sem alagamento. O desenvolvimento de aerênquimas ocorreu de forma mais pronunciada e rápida em plantas alagadas nutridas com NO3-.

This work aimed the influence of low oxygen availability in the substrate over the enzymes involved in nitrogen assimilation and over the antioxidant system of young rubber tree plants grown in nitrate and/or ammonium, as well as evaluating the interference of flooding in the levels of nitric and ammoniacal N in xylem sap and in gas exchange. To attain the goal, the plants were subjected to eight treatments: the absence or presence of nitrate nitrogen and/or ammonium (0/0, 8/0, 0/8 and 4/4 mM) in two conditions of oxygen availability (with flooding and without flooding). Subsequently evaluating the concentration of nitrate and ammonium in the xylem sap, enzymatic activities of nitrate reductase (RN), Glutamine synthetase (GS), Glutamate synthase (NADH-GOGAT), Glutamate dehidrogenase (GDH), superoxide dismutase (SOD), Catalase (CAT) and Ascorbate peroxidase (APX), the photosynthetic rate and the formation of aerenchyma 7, 14 and 21 days after the induction of flooding. The results showed that the increase in plant height did not differ depending on the nitrogen source. Plants grown with nitrate had higher diameter growth. There was an increase in the activity of nitrate reductase in roots of rubber trees in flooded plants grown with 8 mM nitrate. The GS activity in roots was lower in flooded plants regardless of the source; however there were no differences in the leaves. No GOGAT activity was detected in the plants grown in the absence of nitrogen. In plantas cultivated with nitrate activity decreased when these were subjected to flooding, whereas in cultivated with ammonium GOGAT activity was favored by flooding. The GDH activity in roots of plants grown with nitrate was lower in flooded plants, the opposite occurred in plants grown with ammonium. The nitrate content of the xylem sap in plants grown with nitrate was lower in flooded, the opposite occurred with the concentration of ammonium in plants grown with this cation. We did not detect the presence of nitrate and ammonium in the sap of plants grown in the absence of these ions. Regarding the responses of antioxidant enzymes system, there were no activities of SOD, CAT and APX in roots of rubber. However the leaves showed that SOD activity in plants grown with nitrate was higher in flooded plants. O flooding increased the APX activity in all treatments. The highest photosynthetic rates were observed in plants grown with nitrate with or without flooding. The development of aerenchyma occurred in a more pronounced and faster fashion on flooded plants nourished only with silver nitrate.