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Interação carbono:nitrogênio na resposta metabólica ao alagamento do sistema radicular da soja

Processo: 13/03720-4
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2013 - 31 de julho de 2015
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Pesquisador responsável:Ladaslav Sodek
Beneficiário:Ladaslav Sodek
Instituição-sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Bioquímica vegetal  Metabolismo vegetal  Nitrogênio  Anóxia  Aminoácidos  Ácidos orgânicos  Soja 

Resumo

O alagamento do solo é um fenômeno bastante comum na natureza, principalmente em solos compactados ou com deficiência de drenagem natural. O alagamento provoca a deficiência de O2, um estresse conhecido como hipóxia, prejudicando a respiração da raiz. A deficiência de O2 está associada a uma série de modificações no metabolismo e no crescimento vegetal, afetando a produtividade de espécies importantes economicamente. A principal modificação no metabolismo é a fermentação quando o produto da glicólise, o piruvato, é transformado em lactato e etanol. Além desses produtos da fermentação, o aminoácido alanina também se destaca como produto do metabolismo de piruvato sob hipoxia. A formação da alanina nessas condições envolve o aspartato e glutamato como doadores de N mediante reações de transaminação. Sobram neste processo os ácidos orgânicos oxaloacetato e alfa-cetoglutarato, produzidos respectivamente do aspartato e glutamato em reações de transaminação. A produção desses ácidos orgânicos pode explicar como a formação de alanina leva a regeneração de NAD+, da mesma forma que a produção do lactato e etanol. O objetivo do presente estudo é justamente buscar compreender o papel dos ácidos orgânicos na resposta metabólica da planta ao estresse de hipóxia. Este papel pode envolver não apenas a regeneração do NAD+ mas o transporte de ácidos orgânicos para a parte aérea e assim funcionar como mecanismo de levar o excesso de elétrons produzidos via fermentação na raiz para oxidação na folha. Comprovar a existência desse processo indicaria um papel para os ácidos orgânicos na tolerância da planta ao estresse de hipoxia. Para alcançar os objetivos, pretende-se realizar uma análise das modificações no metabolismo primário de raízes de soja induzidas pela hipóxia e verificar o efeito dos tratamentos com NO3- e NH4+ nessa resposta, pois estas fontes de N exercem forte influência na síntese de alanina sob hipóxia. Serão acompanhados os níveis de ácidos orgânicos e aminoácidos livres (principalmente) nas diversas partes da planta: raiz, folha, seiva do xilema e floema. Espera-se desta forma determinar quais ácidos orgânicos acumulam nas condições de hipoxia e verificar seu transporte via xilema para a parte aérea da planta. Os dados da folha e do floema devem evidenciar o grau de metabolismo dos compostos após seu transporte até a folha e permitir determinar quais são reciclados de volta à raiz. Os resultados deste estudo devem contribuir para um melhor entendimento da resposta metabólica e da adaptação da soja à deficiência de O2, o que se torna importante diante das atuais mudanças climáticas e do aumento das situações de alagamento no planeta. (AU)

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