Influencia da hidrogenase na fixação e na distribuição do nitrogenio em soja (Glycine max L.) inoculada com estirpes eficientes de Bradyrhizobium

Abstract

A produção de hidrogênio durante a redução enzimática do N2 para a amônia é um dos fatores que mais influenciam a eficiência da fixação biológica do nitrogênio. Em soja, a eficiência relativa da fixação de nitrogênio tem sido relacionada a abundância relativa de ureídos no exsudato xilemático e a partição do nitrogênio para as sementes. Tendo em vista a importância econômica e ecológica da utilização da FBN em soja, tem-se buscado estirpes que proporcionem um aumento na produção de grãos da cultura. Além disso, esforços tem sido feitos visando conhecer os mecanismos e fatores que afetam o sistema simbiótico. A influência da hidrogenase na fixação de N2, no transporte e na partição do nitrogênio foi avaliada em plantas noduladas de soja. No primeiro experimento, avaliou-se o efeito da inoculação da soja com as estirpes CB 1809 (Hup+) de Bradyrhizobium japonicum e 29W (Hup-) de B. elkanii na FBN e na partição do nitrogênio na parte aérea. A FBN foi estimada pelo método de diluição isotópica de 15N. Cerca de 95% do nitrogênio total da parte aérea foi proveniente da fixação de N2. A estirpe Hup+ fixou mais N-total do que a estirpe Hup-. A atividade dos nódulos formados pela estirpe Hup- foi drasticamente reduzida durante o período de formação de vagens, enquanto, a estirpe Hup+manteve elevados níveis de fixação de N2 durante todo o período reprodutivo da soja. A maior atividade dos nódulos formados pela estirpe Hup+ refletiu em um aumento na proporção de N-ureídos no exsudato xilemático das plantas durante o período reprodutivo. As plantas inoculadas com a estirpe CB 1809 apresentaram um maior índice de colheita de biomassa e nitrogênio e uma maior produção de grãos em comparação com a estirpe 29W. Na fase sequinte, plantas de soja inoculadas com as estirpes CB 1809 (Hup+) ou 29W (Hup-) foram cultivadas sob luminosidade total ou sombreadas (70% de sombreamento), e amostradas do período de florescimento até a fase de produção de sementes. A inoculação com a estirpe Hup+ aumentou o total de N acumulado pelas plantas e a produção de sementes da soja cultivada sob luminosidade plena em comparação a estirpe Hup-. Após o florescimento, uma maior proporção de N-ureídos foi transportada na seiva xilemática das plantas inoculadas com a estirpe Hup+. O sombreamento das plantas, aumentou a proporção relativa de ureídos no exsudato xilemático e os índices de colheita de biomassa e N da soja. O efeito do sombreamento no transporte de N-ureído na seiva foi mais acentuado nas plantas inoculadas com a estirpe Hup- (29W) e refletiu em um aumento na produção de grãos dessas plantas em comparação ao tratamento não sombreado. Na última etapa do trabalho, foram conduzidos dois experimentos utilizando mutantes isogênicas Hup+ e Hup- de B. japonicum inoculadas em soja. As plantas foram cultivadas sob luminosidade total ou sombreadas (70% de sombreamento). A presença da hidrogenase induziu a sintese de ureídos nos nódulos e aumentou sua proporção no exsudato xilemático das plantas. Os nódulos formados com a mutante Hup- apresentaram uma baixa eficiência relativa da fixação de N2 quando cultivada sob luminosidade total, no sombreamento, ocorreu um aumento na ER da nitrogenase. Nessas plantas, observou-se uma correlação positiva entre a ER e a proporção relativa de N- ureídos na seiva xilemática. Os resultados obtidos sugerem a utilização da porcentagem de N-ureído no exsudato xilemático, durante o período reprodutivo das plantas, como parâmetro para a avaliação da eficiência do sistema simbiótico e da atividade dos nódulos de soja.