Alleviating the effects of water deficit on sugarcane through nitrogen nutrition

Autor(es)

Maria Dolores Pissolato

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2019-08-29

Membros da banca

Rafael Vasconcelos Ribeiro; Eduardo Caruso Machado; Sara Adrián López de Andrade

• Orientador: Rafael Vasconcelos Ribeiro

Resumo

A água e o nitrogênio (N) são alguns dos fatores mais limitantes na produção agrícola mundial, ambos fortemente associados à assimilação fotossintética do CO2. As modificações no metabolismo de N em condição de déficit hídrico são relativamente pouco estudadas em plantas C4 e as informações ainda se encontram fragmentadas. Sabe-se que o radical óxido nítrico (NO) é uma importante molécula sinalizadora em vários sistemas biológicos, e tem papel protetor agindo principalmente no combate aos radicais livres formados sob estresse oxidativo. Os mecanismos de síntese do NO e sua regulação são complexos e pouco compreendidos. No entanto, a nitrato redutase (NR) é uma enzima chave para a assimilação de nitrogênio nas plantas e tem sido proposta como uma importante via enzimática para a produção de NO a partir da redução do nitrito. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da nutrição nitrogenada nas respostas fisiológicas de cana-de-açúcar ao déficit hídrico, considerando a atividade fotossintética, o metabolismo antioxidante e o crescimento das plantas. A hipótese a ser testada é de que plantas que recebem mais nitrato como fonte de N terão uma maior atividade da NR e em situação de déficit hídrico produzirão mais NO, quando comparadas as que recebem menos nitrato. Espera-se que o NO produzido desempenhe um papel atenuador do déficit hídrico em plantas de cana-de-açúcar, reduzindo o dano oxidativo e melhorando a fotossíntese e o crescimento das plantas sob baixa disponibilidade hídrica. Plantas de cana-de-açúcar cresceram em solução nutritiva contendo a mesma concentração de N, porém, variando as proporções de nitrato:amônio em 100:0 e 70:30. Essas proporções foram definidas em experimento prévio, onde avaliamos as respostas da cana-de-açúcar à variação da relação amônio:nitrato e pudemos concluir que as plantas podem ser supridas com até 30% de amônio sem que haja comprometimento da fotossíntese e crescimento. O déficit hídrico foi induzido pela adição de PEG-8000 na solução nutritiva (reduzindo o potencial osmótico de -0,15 para -0,75 MPa). Plantas sob deficiência hídrica e supridas com mais nitrato (100:0) apresentaram maior acúmulo de nitrato e nitrito na raiz, assim como uma maior atividade da NR na raiz, em comparação às plantas supridas com menos nitrato (70:30). Além disso, as plantas supridas apenas com nitrato apresentaram maior produção de NO em raízes, maiores taxas fotossintéticas e condutância estomática, resultando em um maior acúmulo de biomassa. O menor acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs) encontrado em plantas sob deficiência hídrica supridas apenas com nitrato foi associado ao aumento da atividade da catalase em folhas e da superóxido dismutase e ascorbato peroxidase em raízes. Dessa forma, concluímos que plantas supridas com mais nitrato apresentam maior atividade da NR e produzem mais NO, reduzindo o dano oxidativo causado pelo déficit hídrico e consequentemente favorecendo o metabolismo fotossintético sob baixa disponibilidade de água. Os resultados deste estudo também revelaram que a síntese de NO está associada ao aumento da atividade da NR, sendo uma importante via metabólica em plantas de cana-de-açúcar (AU)

• Processo FAPESP: 17/11279-7 - Amenizando os efeitos do déficit hídrico em cana-de-açúcar com a nutrição nitrogenada
• Beneficiário: Maria Dolores Pissolato
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado