Vias de sinalização envolvidas no estímulo do crescimento radicular em plantas de arroz ativadas por ácidos húmicos

Abstract

O uso de bioestimulantes está ganhando uma significativa visibilidade científica e comercial, e é considerada uma técnica promissora na melhoria da sustentabilidade ecológica da produção agrícola. Dentre as substâncias bioestimulantes, inúmeros estudos relatam o efeito dos ácidos húmicos (AH) como promotor do crescimento radicular melhorando a aquisição e o uso eficiente de nutrientes, aumento da tolerância à estresses abióticos e produtividade. Apesar das evidências estabelecidas dos efeitos bioestimulante, muitos aspectos funcionais ainda precisam ser elucidados. A pesquisa desenvolvida nessa tese busca contribuir para o entendimento dos mecanismos fisiológicos por trás dessas respostas utilizando abordagens fenotípicas e moleculares associadas ao uso de inibidores de Espécies Reativas de Oxigênio (ERO) e de vias hormonais. Nesse contexto, foram estabelecidas as seguintes hipóteses: (i) os AH isolados de vermicomposto sinalizam para o crescimento do sistema radicular via regulação oxidativa; (ii) os AH isolados de vermicomposto sinalizam para o crescimento do sistema radicular via regulação hormonal; (iii) os AH isolados de vermicomposto sinalizam para o crescimento do sistema radicular por meio da interação entre regulação das ERO e regulação hormonal. Para verificar essas hipóteses, o objetivo geral da pesquisa foi elucidar os mecanismos de sinalização pelo qual o ácido húmico estimula o crescimento do sistema radicular em plantas de arroz. Assim, a Tese foi dividida em 2 capítulos, sendo o objetivo do Capítulo I confirmar o efeito bioestimulante proporcionado pela aplicação do AH em raízes de plantas de arroz aliado a técnicas espectroscópicas para relacionar as propriedades do AH a sua bioatividade. Para isso, foi utilizado o vermicomposto para extração e purificação do AH e realizada espectroscopia RMN de 13C via CP/MAS e ATR-FTIR, e foram realizadas curvas de calibração para o AH e os inibidores (scavengers). Os dados obtidos sugerem que o AH oriundo do vermicomposto possui maior predomínio de fragmentos alifáticos e carbono carboxílico, que contribuem para o aumento da bioatividade. O objetivo do Capítulo II foi elucidar os mecanismos de sinalização responsáveis pela indução do crescimento do sistema radicular em resposta à aplicação de AH. Para isso, foi realizado um experimento de time-course para verificar o efeito da aplicação dos inibidores sobre o sistema radicular ao longo do tempo e realizada a aplicação combinada do AH e inibidor para verificar seu efeito sobre a morfologia radicular e expressão gênica. Através da abordagem fenotípica foi possível verificar os efeitos da aplicação de AH sobre as características morfológicas de plântulas de arroz, sugerindo que a promoção do crescimento radicular é um mecanismo dependente da produção de ERO, e o efeito estimulatório do AH parece ser dependente da produção de HO*, O2 -* e H2O2. Através da abordagem molecular foi possível observar alterações na regulação gênica ocasionadas pela aplicação do AH, sendo mais expressiva em genes relacionados a enzimas antioxidantes. As conclusões gerais deste estudo foram que AH extraídos de vermicomposto desempenham um papel no estímulo do crescimento radicular em plantas de arroz e sinalizam para o crescimento do sistema radicular via regulação oxidativa e hormonal, apresentando um efeito protetivo no crescimento das plantas, explicando em parte os mecanismos fisiológicos do AH por trás das respostas na promoção do crescimento radicular.