Fisiologia de plantas jovens de seringueira cultivadas em diferentes fontes nitrogenadas e sob baixa disponibilidade de água e oxigênio

Abstract

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do nitrato (NO 3- ), amônio (NH 4+ ) e ausência de N nas trocas gasosas, na fotorrespiração, nas enzimas do metabolismo do nitrogênio e antioxidativo e na quantificação de aminoácidos encontrados na seiva do xilema de plantas jovens de seringueira cultivadas em condições normais (sem estresse) e sob diferentes condições de disponibilidade de água e de oxigênio no substrato. Dois experimentos foram instalados. No primeiro, as plantas foram cultivadas com N na concentração de 8mM, nas seguintes proporções NO 3- /NH 4+ : 8/0, 0/8 e 0/0 em solução nutritiva de Bolle-Jones. Após sete meses de cultivo nessas condições, avaliações de variáveis associadas ao processo fotossintético (trocas gasosas, fotorrespiração, fluorescência da clorofila a e curva A/Cc) e a quantificação das enzimas SOD, CAT e APX foram realizadas. No segundo experimento, para simulação da baixa disponibilidade de água (BDA) e de oxigênio (BDO) no substrato, foram estabelecidos os seguintes tratamentos: plantas cultivadas na presença de NO 3- irrigadas à 10% e 100% da capacidade de campo (CC)e alagadas, através da submersão das raízes, com uma lâmina d’água de 4cm acima da superfície da areia; plantas cultivadas na presença NH 4+ irrigadas à 10% e 100% da CC e alagadas; e plantas cultivadas na ausência de N irrigadas à 10% e 100% da CC e alagadas. Após 7, 14 e 21 dias da indução dos tratamentos, foram feitas as medidas de trocas gasosas, e a quantificação da atividade das enzimas GS/NADH-GOGAT/GDH e SOD/CAT/APX em folha e raiz, bem como a quantificação de aminoácidos presentes na seiva do xilema. Os resultados mostraram que o cultivo das plantas na presença de N foi efetivo em aumentar os processos de defesa contra a fotoinibição, o que pode atenuar o estresse oxidativo oriundo do excesso de energia. O cultivo com NH 4+ favoreceu o processo fotorrespiratório em plantas de seringueira, acarretando em diminuição das taxas de assimilação de carbono quando comparadas às cultivadas com NO 3- . Além disso, no segundo experimento, os parâmetros de trocas gasosas (A, gs e E) foram fortemente diminuídos a partir do segundo dia de avaliação nas plantas sob déficit hídrico. As atividades das enzimas antioxidantes SOD e CAT nas folhas também foram diminuídas nesse período, exatamente quando se observa o aumento da produção de GABA nas plantas sob estresse, principalmente naquelas cultivadas na presença de NH 4+ e ausência de N sob deficiência de O 2 e no último período avaliado (21 dias), em todas as plantas sob déficit hídrico. O acúmulo do GABA ocorreu nas condições dos estresses hídrico e gasoso severos em plantas jovens de seringueira.

The objective of this study was to evaluate the effect of nitrate (NO 3- ), ammonium (NH 4+ ) and N absence in gas exchange, in the photorespiration, in the enzymes of nitrogen and antioxidant metabolisms and quantification of amino acids found in the xylem sap of young rubber plants grown under normal conditions (no stress) and under different conditions of availability of water and oxygen in the substrate. Two experiments were conducted. In the first one, the plants were grown with N at 8 mM concentration, in the following proportions NO 3- /NH 4+ : 8/0, 0/8 and 0/0 in nutrient solution Bolle-Jones. After seven months, reviews of variables associated with the photosynthetic process (gas exchange, photorespiration, chlorophyll a fluorescence and curve A/Cc) and quantified of SOD, CAT and APX enzymes were performed. In the second experiment, for simulation of low water availability (LWA) and low oxygen availability (LOA) on the substrate, the following treatments were established: plants grown in the presence of NO 3- irrigated to 10% and 100% of available water capacity in the substrate, and flooded by submerging the roots with a depth of 4cm water above the surface of the sand; grown in the presence of NH 4+ irrigated at 10% and 100% of available water capacity in the substrate and flooded plants, and plants grown in the absence of N irrigated at 10% and 100% of available water capacity in the substrate and flooded. After 7, 14 and 21 days of treatment induction, gas exchange measurements, and quantified the activity of GS/NADH-GOGAT/ GDH and SOD/CAT/APX enzymes in leaf and root were made, as well as quantification of amino acids in the xylem sap. The results showed that the cultivation of plants in the presence of N was effective in increasing the processes of defense against photoinhibition, which may attenuate oxidative stress originating from the excess energy. Farming with NH 4+ favored photorespiration rubber plants, resulting in decreased rates of carbon assimilation when compared to those grown with NO 3- .Moreover, in the second experiment, gas exchange parameters (A, gs and E)were strongly decreased from the second day of evaluation in plants under water deficit and the activities of antioxidant enzymes (SOD and CAT) in leaves were also decreased in this period, just as we observe the increased production of GABA in these plants under stress, especially those grown in the presence of NH 4+ and absence of N under O 2 deficiency and at the last evaluation period (21 days) in all plants under water deficit. The accumulation of GABA occurred in conditions of severe water and gaseous stress in young rubber plants.