Concentração De Solutos Orgânicos Em Hymenaea

Concentração De Solutos Orgânicos Em Hymenaea courbaril L. Submetidas A
Estresse Salino De Curta Duração
Lilian Aline Candida da Silva1; Jean Gueiros Soares2; Letícia Siqueira Walter3; Cinthya
Mirella Pacheco4; Rejane Jurema Mansur Custódio Nogueira5
(1)
Graduanda, Universidade Federal Rural de Pernambuco/UFRPE, [email protected]; (2) Graduando,
Universidade Federal Rural de Pernambuco/UFRPE; [email protected]; (3) Graduanda, Universidade
Federal Rural de Pernambuco/UFRPE; [email protected]; (4) Doutoranda, Universidade
Federal Rural de Pernambuco/UFRPE; [email protected]; (5)Professor Associado III,
Universidade Federal Rural de Pernambuco/UFRPE.
RESUMO
A salinidade é um tipo de estresse ambiental que pode comprometer o desenvolvimento da planta,
inibindo seu crescimento por efeito osmótico, diminuindo a disponibilidade de água ou provocando
modificações morfológicas, estruturais e metabólicas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar
as concentrações de carboidratos solúveis totais e prolina livre em folhas e raízes de Hymenaea
courbaril L. sob estresse salino de curta duração. O experimento foi realizado na casa de vegetação
do Laboratório de Fisiologia Vegetal, Departamento de Biologia da Universidade Federal Rural de
Pernambuco (UFRPE). Foram cultivadas mudas de jatobá, em vasos contendo 3 kg de areia lavada,
submetidas a um período de aclimatação de 20 dias, durante o mês de janeiro de 2012, e
posteriormente a dois tratamentos: o estresse (solução de NaCl, a 200 mM) e controle (solução a 0
mM). Duas horas após a implementação do estresse o experimento foi desmontado para as posteriores
análises bioquímicas realizadas no mesmo local. As folhas e raízes das plantas induzidas ao estresse
apresentaram de 44,6% e 42,9%, respectivamente, de decréscimo do teor de carboidrato solúvel total
em relação ao tratamento controle. Para os teores de prolina livre observou-se nas raízes o valor
contínuo e com poucas variações entre os dois tratamentos, em contra partida os valores de prolina
obtidos nas folhas estressadas foram 2x maior em relação às plantas controle. As mudas de jatobá
quando induzidas ao estresse de curta duração apresentam decréscimo no teor de carboidrato e
duplicam o teor de prolina em suas folhas.
Palavras-chave: Salinidade, solutos orgânicos, jatobá.
INTRODUÇÃO
Cerca de quinze espécies do gênero Hymenaea L. podem ser encontradas espalhadas pelo México
e partes tropicais da América Central e do Sul. No Brasil, vivem treze delas, dentre as quais se destaca
a espécie Hymenaea courbaril L., conhecida popularmente como jatobá. Normalmente, localizam-se
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em solos arenosos e argilosos, bem drenados e de terra firme, em várzeas altas, e raramente em
campos abertos (MELO & MENDES, 2005). Como possui uma ampla distribuição geográfica inferese que esta espécie tem potencialidade de se desenvolver sob condições adversas.Os estresses
ambientais como seca, salinidade e baixa temperatura podem influenciar profundamente a
produtividade da planta, induzindo alterações morfológicas e de crescimento, ou modificando o ciclo
de processos fisiológicos, bioquímicos e nutricionais (THOMAS & BOHNERT, 1993). O acúmulo
de sais solúveis no solo tem limitado a produção agrícola, em regiões áridas e semiáridas do mundo
(OLIVEIRA et al., 2006). Segundo Willadino & Câmara (2010), sistemas de irrigação e o
desmatamento, contribuem para o grande crescimento de áreas salinizadas.
Certas plantas, quando induzidas ao estresse salino, demonstram tolerância à quantidade de sais
presente no substrato, possibilitando assim seu desenvolvimento completo. Plantas que conseguem
controlar seu crescimento e desenvolvimento, mesmo submetidas a elevados níveis de sal,
classificam-se como plantas halófitas (FLOWERS, et al., 1977). Em contra partida, plantas que não
se desenvolvem em substratos com alto teor de sal, classificam-se como plantas glicófitas. Esteves e
Suzuki (2008) destacam que a vantagem das halófitas sobre as glicófitas é o desenvolvimento de
mecanismos de tolerância, utilizando um modo mais eficiente de acumular e compartimentar os
solutos.
A capacidade dos vegetais de tolerar variação de sais no substrato é determinada por múltiplas vias
bioquímicas que levam a síntese e acumulação de metabólitos ativos osmoticamente (ESTEVES &
SUZUKI, 2008), como açúcares solúveis, proteínas e outros que desempenham várias funções, dentre
elas, a osmoproteção.
Castro et al. (2007), afirma que o acréscimo de carboidratos solúveis totais provavelmente pode
ser induzido, considerando que esses açúcares atuam como reguladores osmóticos nas plantas.
Entretanto, determinados processos podem ser danificados pelo efeito da sanilidade, como a síntese
de proteína, metabolismo de lipídeos e a fotossíntese, e em resposta as plantas utilizam-se de
estratégias bioquímicas, como alterações nas vias fotossintéticas, o que pode promover a redução das
concentrações de carboidratos, sendo estes base para o desenvolvimento celular (ESTEVES &
SUZUKI, 2008).
Entre os N-aminossolúveis que se acumulam em resposta ao estresse osmótico, a prolina é a mais
relatada (COSTA et al., 2003). Segundo Lutts et al. (1999), o acúmulo de prolina é uma das
modificações mais frequentes em plantas induzidas ao estresse salino e hídrico, considerando-o um
mecanismo de tolerância ao estresse. Porém, há autores que sugerem que o acúmulo de prolina é
apenas uma consequência do estresse e não uma resposta adaptativa (COSTA et al., 2003).
Diante da relevância do estudo sobre espécies nativas e seu comportamento em diferentes
condições, o presente trabalho teve por finalidade avaliar o efeito do estresse salino de curta duração
sobre os teores de prolina livre e carboidratos solúveis em folhas e raízes de mudas de jatobá.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado na casa de vegetação do Laboratório de Fisiologia Vegetal do
Departamento de Biologia da Universidade Federal Rural de Pernambuco, no período de janeiro a
fevereiro de 2012. Foram utilizadas plantas da espécie Hymenaea courbaril L., propagadas
sexuadamente, com sementes oriundas do município de Areia, na Paraíba. Após três meses de
crescimento, as mudas foram transplantadas para vasos contendo 3 kg de areia lavada, sendo regadas
em dias alternados com água e solução nutritiva de Hoagland e Arnon (1950) a ½ força,
permanecendo nessas condições durante 20 dias, referente ao período de aclimatação.
Após esse período as plantas foram submetidas a dois tratamentos: 0 mM de NaCl (controle) e 200
mM de NaCl (estresse), com sete repetições para cada tratamento. Duas horas após a exposição ao
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estresse foi retirado 1 g de matéria fresca do limbo foliar e 1 g das raízes para a preparação dos
extratos utilizados nas análises bioquímicas.
As amostras foram maceradas em almofariz adicionando-se 4 mL de solução tampão fosfato de
potássio a 100 mM (pH 7,0) e centrifugadas a 14000 rpm por 10 min. O sobrenadante foi retirado e
utilizado para a determinação dos teores de carboidratos solúveis totais, pelo método de do fenolácido sulfúrico (DUBOIS et. al., 1976), e os teores de prolina livre, pelo método da ninhidrina ácida
(BATES et. al. 1970).
Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas entre si pelo teste
de Tukey (P < 0,05) utilizando o software ASSISTAT 7.7 beta.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os teores de carboidratos solúveis totais obtidos nas folhas submetidas ao estresse por duas horas
-1
MF. As folhas mantidas em situação controle obtiveram concentração de
-1
MF, deste modo verifica-se uma diminuição de 44,6% na comparação dos dois
-1
MF para controle e
estresse respectivamente, indicando uma redução no teor de carboidrato de 42,9%. (Figura 1).
Figura 1- Teores de carboidratos solúveis em raízes e folhas de mudas de jatobá (Hymenaea courbaril L) submetidas a
estresse salino de curta duração. Médias seguidas pelas mesmas letras não diferem estatisticamente entre os tratamentos
pelo teste de Tukey (P> 0,05).
Ao avaliar mudas de jatobá submetidas a estresse salino com tratamentos correspondentes ao
controle (0 mM de NaCl), estresse moderado (50 mM de NaCl) e estresse severo (100 mM de NaCl),
Nascimento (2013) observou acréscimo nos teores de carboidratos solúveis nas folhas em
aproximadamente 2,81 vezes para o estresse severo. Diferentemente dos resultados encontrados na
presente pesquisa, o que pode ser justificado pelo fato das avaliações terem sido realizadas após 45
dias, período que pode ter sido suficiente para que ocorresse aclimatação ao estresse e maior produção
de carboidrato. Porém igualmente ao trabalho em estudo, o autor encontrou redução perto de 2,43
vezes nos teores desses açúcares nas raízes, para as plantas submetidas ao estresse severo.
No entanto Silva (2013), em seus estudos com estresse salino em mudas de Moringa oleifera Lam.
induzidas a três tratamentos: 0 mM de NaCl (Controle), 75 mM de NaCl (Estresse Moderado) e 150
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mM de NaCl (Estresse Severo), durante o período de 48 horas, observou que não houve alteração no
teor de carboidratos solúveis presente nas folhas. Em contra partida, para as raízes ocorreu redução
-1
MF, para o controle,
estresse moderado e estresse severo, respectivamente. A autora atribuiu os resultados à redução da
taxa fotossintética causada pelo estresse salino, que em apenas 2 h, apresentou uma redução de
75,45% chegando a atingir 94,8% após 48h, em relação às plantas controle.
Como os açúcares são produzidos a partir da fotossíntese, quando induzidas a estresse, as plantas
podem ter seu teor de carboidrato reduzido e, embora não tenha sido avaliada a taxa fotossintética, a
redução observada no presente trabalho pode ser atribuída a esse fato.
Os resultados dos teores de prolina livre nas raízes das plantas não apresentaram diferença
-1
significativa entre os tratamentos, com valores de 0,14
MF, referente ao controle e 0,17
-1
MF para o estresse. As folhas, porém, ressaltaram um aumento significativo de cerca de duas
-1
vezes, do tratamento controle para o estresse, com valores de 0,26 e 0,78
MF,
respectivamente (Figura 2).
Figura 2- Teor de prolina livre em raízes e folhas de mudas de jatobá (Hymenaea courbaril L) induzidas a estresse salino
de curta duração.Médias seguidas pelas mesmas letras não diferem estatisticamente entre os tratamentos pelo teste de
Tuckey (P> 0,05)
Avaliando mudas de Hymenaea courbaril L submetidas a estresse salino, Nascimento (2013)
observou aumento do teor de prolina livre de aproximadamente duas vezes e sete vezes em folhas e
raízes, respectivamente, para o tratamento de 100 mM de NaCl, depois 45 dias de estresse.
Silva et al. (2012), encontraram como respostas a seus experimentos com mudas de jatobá, após 24
horas, o aumento de 10% no teor de prolina nas folhas das plantas submetidas ao estresse moderado
(75 mM de NaCl) e redução deste soluto em 15% no estresse severo (150 mM de NaCl). Já para as
raízes observaram aumento de 434% no teor de prolina livre para as plantas do tratamento severo.
O acúmulo de prolina em plantas submetidas a estresse salino, ainda tem seu papel pouco
conhecido. Alguns pesquisadores acreditam que a acumulação de prolina seria simplesmente
decorrida de distúrbios metabólicos originados pela indução do estresse à planta (SILVEIRA et. al.
2003), entretanto numa outra linha de raciocínio, relaciona- se a produção de prolina a um caráter
genético adaptativo, segundo Silveira (2009). Lutts (1999), acredita que a acumulação citoplasmática
deste aminoácido está envolvida na regulação osmótica de tecidos das plantas submetidas ao estresse,
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podendo ainda estar relacionada a proteção de enzimas e estruturas celulares (SILVEIRA et al. 2003)
e atuar como regulador de radicais livres (ALIA et al. 1995).
Diante do exposto, sugere-se que a espécie Hymenaea courbaril L. responde ao estresse salino
induzindo a produção de prolina livre para sua regulação osmótica, atuando como um osmoprotetor,
pois os íons dissolvidos no solo diminuirão a quantidade de água disponível a planta, sendo necessário
um ajuste osmótico, regulando o turgor e a água na célula. Para a produção de prolina foi necessário
gasto de energia o que justifica a redução dos teores de carboidratos solúveis.
CONCLUSÕES
Mudas de Hymenaea courbaril L, submetidas ao estresse de 200 mM de NaCl por duas horas, tem
seus teores de carboidratos solúveis reduzidos tanto nas folhas quanto em suas raízes e investem na
produção de prolina livre nas folhas, no intuito de regular-se osmoticamente.
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Agradeço aos amigos do Laboratório de Fisiologia Vegetal.
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