Aspectos fisiológicos e moleculares da absorção e metabolismo do nitrogênio e do déficit hídrico em café arábica

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Souza, Bruna Pereira de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Fisiologia vegetal; Café; Café - Absorção de água; Nitrogênio - Absorção; Expressão gênica; Metabolismo; Fitotecnia
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7184

O cafeeiro possui baixa eficiência de uso de nitrato como fonte inorgânica de N, sendo que as causas fisiológicas e genéticas dessa reduzida resposta ainda não são totalmente conhecidas. Além do uso eficiente de fertilizantes, outro fato que vem que vem impactando a produção agrícola em geral e a cafeicultura é a seca. A escassez de água será um dos maiores problemas globais neste século. Portanto é fundamental entender os mecanismos moleculares e fisiológicos pelos quais plantas terrestres se adaptam a falta de água com o objetivo de desenvolver práticas agrícolas mais racionais de aproveitamento da água e nitrogênio. Assim sendo, este trabalho objetivou: a) a obtenção de parâmetros cinéticos de absorção de nitrato por mudas de café cultivadas em solução nutritiva na ausência e presença de déficit hídrico; b) avaliar o perfil transcricional de genes relacionados aos transportadores de nitrato (NRT3.2 e NRT1.2) e genes relacionados ao metabolismo do N (NIA2, GLN1.3 e GLT1) em condição de déficit hídrico e deficiência de N; c) avaliar as trocas gasosas e os parâmetros de fluorescência da clorofila a em condições de déficit hídrico e deficiência de nitrogênio. Para alcançar os objetivos propostos foram realizados quatro experimentos separadamente. No primeiro, oito cultivares de café foram submetidas a ensaio de exaustão para determinação dos parâmetros cinéticos de absorção de nitrato em solução nutritiva. No segundo e terceiro experimentos, as cultivares Catuaí Amarelo (alto Vmax) e Mundo Novo (baixo Vmax), selecionadas a partir dos resultados do primeiro experimento, foram submetidas aos seguintes tratamentos: N-suficiente (+N, 5,0 mmol L-1 N-NO3-) sem déficit hídrico, N-suficiente (+N, 5,0 mmol L-1 N-NO3-) com déficit hídrico (-1,5 MPa) e N-deficiente (-N, 0,0 mmol L-1 N-NO3-) sem déficit hídrico para avaliação de expressão diferencial de genes. No quarto experimento cinco cultivares de café foram submetidas aos seguintes tratamentos: N-suficiente (+N, 5,0 mmol L-1 N- NO3-) sem déficit hídrico, N-suficiente (+N, 5,0 mmol L-1 N-NO3-) com déficit hídrico (-1,5 MPa) e N-deficiente (-N, 0,0 mmol L-1 N-NO3-) sem déficit hídrico, para avaliar as características fisiológicas relacionadas com a fotossíntese e parâmetros da clorofila a. O déficit hídrico foi imposto pela aplicação de polietileno glicol 8000. Em todos experimentos utilizou-se o delineamento em blocos casualizados com três repetições. Os parâmetros cinéticos de absorção de nitrato variaram entre as cultivares em condições controle e sob déficit hídrico. As cultivares Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo, Catucaí Amarelo, Catiguá MG2, Acauã, Oeiras e Sachimor são as que possuem maior velocidade de absorção em condições de ausência de déficit hídrico. Em condições de déficit hídrico, a cultivar Catuaí Amarelo possui a maior velocidade de absorção. A cultivar Mundo Novo não apresentou alterações nos parâmetros cinéticos avaliados quando o déficit hídrico foi imposto. A cultivar Catuaí Amarelo apresentou melhor adaptação à condição de déficit hídrico. Essa cultivar possui também maior plasticidade, podendo se estabelecer mais facilmente em condições com altos ou baixos teores de NO3-, como também em baixa disponibilidade hídrica. Os genes estudados (NRT1.2, NRT3.2, NIA2, GLT e GLN1.3) aumentaram a sua expressão em plantas submetidas ao déficit hídrico e a deficiência de N. A cultivar Mundo Novo apresentou maior expressão relativa dos genes NRT1.2, NRT3.2 e GLT em tecidos radículas 96 h após a imposição do déficit hídrico. Na parte aérea das mudas de café os genes NRT1.2 e NRT3.2 foram os que exibiram maior expressão relativa, as 8 h e 96 h após imposição do déficit hídrico, respectivamente. Quando o déficit hídrico foi imposto, os genes NRT1.2, NRT3.2, NIA2 e GLT apresentaram maior transcrição diferencial no sistema radicular das plantas. Já o gene GLN1.3, em condições de reduzida disponibilidade de água apresentou maior expressão na parte aérea das plantas. O déficit hídrico provocou maiores alterações na expressão relativa dos genes estudados do que o tratamento com deficiência de N. A deficiência de N causou menores danos ao aparelho fotossintético das plantas que o déficit hídrico. O defícit hídrico afetou o potencial hídrico foliar, a fotossíntese líquida, condutância estomática, eficiência do uso da água, taxa de transporte de elétrons, eficiência quântica do FSII e eficiência fotoquímica máxima do FSII das mudas de café, reduzindo-os durante o período. Já para o tratamento com deficiência de nitrogênio, apenas as variáveis taxa de transporte de elétrons, eficiência quântica do FSII e eficiência fotoquímica máxima do FSII das mudas de café foram afetadas e também apresentaram redução.