Alterações nutricionais, fisiológicas e moleculares em clones de eucalipto submetidos à omissão e ao ressuprimento de N ou P

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Fernandes, Loane Vaz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Fertilidade do solo e nutrição de plantas; Gênese, Morfologia e Classificação, Mineralogia, Química,; Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas; UFV
• Palavras-chave em Português: Nutrição florestal; Eficiência nutricional; Expressão gênica; Forest nutrition; Nutritional efficiency; Gene expression; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1652

A maior EN é atribuída à maior aquisição (EA) e/ou maior utilização (EU) dos nutrientes, processos intermediados por proteínas transportadoras, que respondem de forma diferencial ao suprimento de nutrientes. Além das proteínas, diversas rotas são alteradas em função do suprimento nutricional e em diferentes velocidades. Assim, alterações na coloração, teor nutricional e crescimento são mais lentas do que alterações fisiológicas, que, por sua vez, são mais lentas que as moleculares. Essas diferentes velocidades de alteração, aliadas ao controle genético dessas rotas, unem a nutrição de plantas ao melhoramento genético e podem subsidiar a escolha de materiais genéticos mais eficientes nutricionalmente, bem como indicar biomarcadores nutricionais. Este trabalho visou avaliar as alterações de crescimento, teores nutricionais, variáveis fisiológicas (trocas gasosas, fluorescência da clorofila a e teores de pigmentos), atividade de enzimas chave e expressão de genes candidatos relacionados à maior eficiência de utilização de N ou de P por eucalipto. Mudas de quatro clones (386, I-144, I-042 e VM 01) de eucalipto cresceram em solução nutritiva por 60 dias, quando foram aplicados os tratamentos, constituídos pela omissão de N ou P, por 21 dias, seguido pelo ressuprimento dos mesmos por 14 d e tratamento controle (solução nutritiva sempre completa). Semanalmente foram feitas avaliações de crescimento, fisiológicas e nas semanas 1, 3, 4 e 5 foram coletadas amostras de folhas diagnóstico (folhas jovens totalmente expandidas) para análise do teor total de N e P, atividade das enzimas nitrato redutase (NR EC 1.0.0.1) e glutamina sintetase (GS EC 6.3.1.2), para os tratamentos de N, e fosfatase ácida (APase EC 3.1.3.2) e ribonuclease (RNase EC 3.1.4.22), para os tratamentos referentes a P. Nas semanas 1, 3, 4 e 5 também foram retiradas amostras para determinação do teor dos pigmentos fotossintéticos e realizada leitura de clorofila por clorofilômetro. Na semana 3, período de maior omissão de N ou P, foram coletadas amostras para determinação da expressão dos genes, por PCR- RT (reação de transcriptase reversa em cadeia de polimerase em tempo real) GS2;1, Gln1;3, NR1 e TIP2;1 para N e RNS1 e PHO1;H1 para P. Ao final do ressuprimento foi calculada a massa da matéria seca das plantas, o conteúdo dos nutrientes e as eficiências nutricionais. A omissão/ressuprimento de N causou a menor produção de matéria seca, aumento da EU e queda da EA. Para P houve aumento da EU e queda da EA, embora apenas o clone 386 tenha apresentado menor crescimento, indicando maior adaptação das plantas à falta de P. A omissão levou à queda nos teores de N e aumento na atividade de todas as enzimas e expressão de todos os genes, especialmente o GS2;1 e GLn1;3. A queda na taxa de fotossíntese líquida (A), na omissão de N, pode ser explicada por menores teores de pigmentos e danos na etapa fotoquímica da fotossíntese, pela oxidação do fotossistema II (FS II), além da possível queda no teor da rubisco. Houve queda no teor de P na primeira semana de omissão, e na semana 3, ainda sob a omissão, o teor se igualou ao do tratamento controle, em virtude da alta ciclagem interna, comprovada pelo aumento da atividade das fosfohidrolases e expressão dos genes (PHO1;H1 e RNS1). A queda em A pode ser explicada por danos ao FSII em virtude de menor teor de P inorgânico para a formação de ATP e NADPH, diminuindo a taxa de transporte de elétrons (ETR) e, com isso, a A. A enzima com maior atividade relativa para N foi a GS no clone I-144 (73,6 vezes), reflexo do aumento da expressão do GS2;1. Para P, o maior aumento (16,2 vezes) foi observado para enzima RNase, também para o clone I-144 e comprovado pelo aumento da expressão do RNS1, mostrando controle transcricional deste gene. O ressuprimento tendeu a reestabelecer o status nutricional, variáveis do aparato fotossintético e enzimas relacionadas a N (NR e GS) das plantas, evidenciando grande resiliência do eucalipto. Este padrão se repetiu para P, com exceção das enzimas APase e RNase, cujas atividades ainda eram relativamente altas na semana 5. A resistência/resiliência de clones de eucalipto em resposta à omissão/ressuprimento de N ou P envolve alterações em diversas variáveis, e as que apresentam maior potencial como biomarcadores em eucalipto são: o coeficiente de dissipação fotoquímica (ŶII), taxa de transporte de elétrons, a atividade da enzima GS e expressão dos genes GS2;1 e Gln1;3 quanto ao status de N; taxa fotossintética, enzima RNase e o gene RNS1 quanto ao status de P.