Atividade da Redutase do Nitrato em Folhas de Plantas Jovens de

NOTA CIENTÍFICA
Atividade da Redutase do Nitrato em
Folhas de Plantas Jovens de Mogno
(Swietenia macrophylla King R.A)
Submetidas ao Estresse Hídrico e à Reidratação
Nilton Junior Lopes Rascon1, Diana da Silva Castro2, Allan Klynger da Silva Lobato2 , Dramerson
Dorivan Silva Gouvea3, Cândido Ferreira de Oliveira Neto3, Raimundo Lázaro Moraes da Cunha4 e
Roberto Cezar Lobo da Costa4
Introdução
O mogno (Swietenia macrophylla) é uma espécie
pertencente à família Meliaceae, que possui folhas
compostas e uma altura variando entre 25 e 30 m. Está
presente não só na Amazônia, mas também em outras
regiões do Brasil, sendo particularmente freqüente na
região sul do Pará Lorenzi [1].
Globalmente, existe aproximadamente 200 mil ha de
plantações de mogno. Contudo, poucas madeiras
provenientes de plantações entram no comércio
internacional. Os compradores americanos consideram
que a madeira crescida em plantações é inferior à
madeira de árvores naturais. Em decorrência disso,
atualmente o mogno está ameaçado de extinção, devido a
forte pressão da exploração sofrida pelo alto valor
econômico da madeira, que no mercado internacional
chega a valores acima de US$ 1.000 (mil dólares) o
metro cúbico. A S. macrophylla é explorada devido sua
madeira ser de alta qualidade, e muito utilizada por
fabricantes de móveis, de botes e de painéis caros. A
maior parte das exportações são as de madeira serrada de
alta qualidade sem processamento [2].
A intensa exploração das indústrias madeireiras vem
ocasionando desmatamentos que estão se expandindo
para áreas maiores, promovendo a redução na
evapotranspiração e diminuição das chuvas, gerando,
assim, períodos secos na Amazônia [3].
O estresse hídrico, que é, na maior parte das
definições, um desvio significativo das condições ótimas
para a vida, origina mudanças e respostas a todos os
níveis do organismo. Estas respostas são inicialmente
reversíveis, no entanto, podem tornar-se permanentes.
Mesmo se o acontecimento os fatores de estresse for
temporário, a vitalidade da planta diminui com o
prolongar do estresse. Quando a capacidade de
ajustamento da planta é atingida, o que era até aí um
dano latente, passa a ser considerada uma doença crônica
ou um dano irreversível [4].
O metabolismo do nitrogênio relacionado com a
absorção e assimilação de fontes orgânicas (uréia e
glutamina) e inorgânicas (nitrato e amônio) têm sido alvo
de recentes pesquisas.
O estresse hídrico provoca reduções drásticas na
atividade de redutase do nitrato já a partir de pequenos
decréscimos no potencial da água [5], porém os
mecanismos moleculares não são totalmente conhecidos
[6]. Por outro lado, a atividade das enzimas envolvidas
com os passos seguintes da assimilação de nitrato
(redutase de nitrito, glutamina sintetase e glutamato
sintase) são pouco afetadas pelo déficit hídrico [7].
A redução de nitrato, através de redutase de nitrato
(EC.1.6.6.1), representa o principal ponto de controle
quando a fonte externa é o nitrato [8].
A interação nitrogênio versus condição hídrica do
solo é importante porque esse nutriente freqüentemente
limita o crescimento das plantas cultivadas em ambientes
de pouca pluviosidade. Além disso, existem evidências
na literatura de que o nitrogênio e a disponibilidade de
água no solo limitam o crescimento, dentre outros
fatores, pela limitação na aquisição e assimilação desse
nutriente. O objetivo desse trabalho foi avaliar a
influência do estresse hídrico e da reidratação na
atividade da enzima redutase do nitrato em folhas de
mogno.
Material e métodos
O experimento foi conduzido em casa de vegetação
do Instituto de Ciências Agrárias da Universidade
Federal Rural da Amazônia (UFRA), em Belém, PA. As
mudas de mogno, fornecidas pela AIMEX quando
tinham seis meses de idade, e oriundas de sementes
vindas de Rondônia/RO e Paragominas/PA, foram
acondicionadas em vasos plásticos com capacidade para
10 litros, contendo terra preta arenosa. Antes do inicio
dos tratamentos, todas as plantas foram colocadas sob
sombrite 50%, irrigadas diariamente, recebendo macro e
micronutrientes na forma de solução nutritiva de
Hoagland & Arnon [9] modificada no laboratório de
Fisiologia Vegetal da UFRA. A intensidade luminosa
dentro da casa de vegetação, medida por um Luxímetro
portátil LD-206 Light Meter, foi 25% da luz solar total.
O delineamento experimental utilizado foi inteiramente
casualizado, em fatorial 2 x 6 (condições hídricas x
ciclos de estresse) com 5 repetições, totalizando 60
mudas. A comparação entre as médias foi feita através do
desvio padrão da média ao longo do tempo. Foram feitas
10 coletas destrutivas (tempos: 0, 3, 6, 9, 12 e 14
(reidratação) dias), sempre às 9:00 h da manhã.
________________
1. Acadêmico Bolsista do Programa de Educação Tutorial (PET) do Curso de Eng. Florestalal. E-mail: [email protected].
2. Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/UFRA, UFRA, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, PA, Brasil.
3.Mestrando em Biologia Vegetal Tropical, UFRA, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, PA, Brasil.
4. Professor e pesquisador da UFRA, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, PA, Brasil.
Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p. 930-932, jul. 2007
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Imediatamente após a coleta, as folhas foram congeladas
em freezer (- 20 º C), e depois conduzidas para estufas de
circulação de ar forçada a 65 ºC, até a secagem para
preparo da farinha. As análises da atividade de redutase
de nitrato nas folhas foram feitas pelo o método “in
vivo” descrito por Hangeman & Hucklesby [10]. As
médias dos tratamentos foram comparadas através do
desvio padrão da média segundo Gomes [11].
Resultados e Discussão
Os resultados demonstram que nas plantas controle
(irrigadas diariamente), houve uma manutenção na
atividade da enzima redutase do nitrato durante os 14
dias do experimento, conforme mostra a figura 1.
Entretanto, quando as plantas foram submetidas ao
estresse hídrico contínuo, houve uma considerável
redução na atividade desta enzima, variando de 1,704
micromoles de NO2- /g.MF/h (tempo zero) para 0,3552
micromoles de NO2- /g.MF/h no 12º dia do estresse,
ocasionando um decréscimo aproximado de 79,15%,
quando comparado com as plantas controle nesse mesmo
período do experimento. Resultados semelhantes foram
encontrados em plantas de algodoeiro [12], onde o
decréscimo da atividade desta enzima se deve ao fato da
diminuição de água disponível no solo provocar um
fechamento estomático e consequentemente [13] e com
isso diminuir a corrente transpiratória [8]. Como esta
enzima é altamente dependente de seu substrato [14], o
nitrato que chega as folhas em teores muito baixos,
diminui a atividade da redutase do nitrato [15], sendo
que no 12º dia do experimento, as plantas foram
condicionadas a reidratação e os resultados evidenciam
uma pequena elevação na atividade da enzima,
mostrando assim que apenas dois dias de reidratação não
são suficientes para a atividade de a enzima voltar a ter
uma atividade igual ao das plantas controle (Figura 1)
[5].
[2]
ROBBINS, C. 2000. Mahogany matters: The US market for bigleafed mahogany and its implications for the conservation of the
species. TRAFFIC North America. Washington, DC.
[3] LEAN, J., C.B. BUNTON, C.A. NOBRE & P.R. ROWNTREE.
1996. The simulated impact of Amazonian deforestation on
climate using measured abraco vegetation characteristics. p. 549576 In: J.H.C. Gash, C.A. Nobre, J.M. Roberts & R.L. Victoria
(eds.) Amazonian Deforestation and Climate. Wiley, Chichester,
Reino Unido. 611 p.
[4] LARCHER, W. 2000. Ecofisiologia vegetal ed. Rima artes e texto.
São Carlos.
[5]
COSTA, R.C.L.da. 1999. Assimilação de Nitrogênio e
Ajustamento Osmótico em Plantas Noduladas de Feijão-de-corda
[Vigna unguiculata (L.) Walp] Submetidas ao Estresse Hídrico.
Tese de doutorado. UFC/DBBM, março.
[6] FOYER, C.H.; VALADIER, M.; MIGGE, A. & BECKER, T.W.
1999. Drought-induced effectes on nitrate reductase activity and
mRNA and on coordination of nitrogen and carbon in maize
leaves. Plant Phyology, 117:283-292,.
[7]
RABE, E. 1993. Altered Nitrogen Metabolism Under
Environmenatal Stress Conditions. In: Handbook of Plant and
Crop Stress. Ed. Mohammad Passarakli, Marcel Dekker,(Inc,),
New York.
[8] LEA, P. J. 1997. Primary Nitrogen Metabolism. In: PLANT
BIOCHEMISTRY (DEY, P. M. & HARBORNE, J. B. eds.), pp.
273-306. Academic Press, San Diego, California-USA.
[9] HOAGLAND, D. R. & ARNON. D. I. 1950. The water culture
method for growing plants without soil. Calif. Agric. Exp. Stn.
Univ. Calif. Berkeley Circ. 347:139.
[10] HAGEMAN, R. H. G. & HUCKLESBY, D. P. 1971 Nitrate
reductase from higher plants. In: METHODS IN ENZIMOLOGY,
17 A: 491 – 503 .
[11] GOMES, F. P. 2000 Curso de estatística experimental. 14° ed.
Piracicaba: USP, 477p.
[12] MARUR , C. J.; MAZZAFERA P ; MAGALHÃES A. C. 2000
Atividade da enzima e redutase do nitrato em algodoeiro
submetido ao déficit hídrico e posterior recuperação da
turgescência. Scientia Agricola, v.57, n.2, p.277-281, abr./jun..
[13] SCHULZE, E. D. 1986. Carbon dioxide and water vapor exchange
in response to drought in the atmosphere and soil. Annual Review
of Plant Phisiology 37:247-274.
[14] WALLACE, W. 1987. Regulation of Nitrate Utilization in Higher
Plants. IN: INORGANIC NITROGEN METABOLISM (ULLRICH,
W. R.; APARICIO, P.J.; SYRETT, P.J. & CASTILLO, F.eds). Pp.
223-230. Springer-Verlag, Belin, Heidelberg.
[15] ABROL, Y. P. 1990. Nitrogen in Higher Plants. Research Studies
Press Lda., Tourton, Somerset, England and John Wiley & Sons
Inc. New York-USA.
Referências
[[1] LORENZI, H. 1996. Árvores brasileiras: manual de identificação
e
cultivo de plantas arbóreas nativas do Brasil. Nova Odessa.
SP: Ed. Plantarum, v.1.
Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p. 930-932, jul. 2007
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controle
Atividade da Redutase do Nitrato
micromoles de NO2- /gMF/h
estresse
2,00
1,80
1,60
1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0
3
6
9
12
14
Dias de Estresse
Figura 1. Atividade in vivo da enzima redutase do nitrato em discos de folhas de plantas de mogno (Swietenia
macrophylla) submetidas à desidratação progressiva (seca) durante 12 dias e reidratação após o 12º dia. A seta indica o
dia de reidratação e as barras o desvio padrão.
Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p. 930-932, jul. 2007