Absorção e assimilação de amônio em duas variedades de arroz: uma integração entre o metabolismo de nitrogênio e de carbono

Abstract

Aproximadamente metade da população do planeta depende do arroz. No Brasil, a cultura desse cereal é largamente difundida, sofrendo a influência de severas condições climáticas como ocorre no Trópico Úmido. Nessa região, certamente, o fator mais limitante para a cultura do arroz é a disponibilidade de nitrogênio. No entanto, ainda pesam sobre a cultura a baixa insolação e os solos ácidos com alta saturação de Al+3. Nesses solos, o amônio pode ser a única fonte de nitrogênio mineral para as plantas. Sua assimilação é econômica e rápida, porém, demanda estreita integração com o metabolismo de C. Pretendeu-se neste trabalho, reconhecer esta integração. Foi utilizada a variedade de arroz Piauí, adaptada às condições ambientais do Trópico Úmido, e a variedade melhorada IAC-47, selecionada sob altos teores de N. Os ensaios foram feitos em plântulas com 26 dias após a germinação (DAG) cultivadas em solução de Hoagland e Arnon (1950) modificada com doses de 0,1 mM e 1,0 mM de NNH4 +. Avaliou-se a atividade de H+ATPases de plasmalema (P); H+ATPases de vacúolo (V); H+PPases de vacúolo (V) e das enzimas glutamina sintetase (GS), glutamato sintase (GOGAT) e glutamato desidrogenase (GDH) responsáveis pela assimilação de nitrogênio. Além disso, acompanharam-se os teores de açúcares livres, N-amino, N-NH4 +, N-total, massa fresca e massa seca e a variação do pH e do N-NH4 + da solução nutritiva. Foi ainda medido o comprimento da raiz seminal e o fluxo glicolítico através da atividade da enzima fosfofrutocinase (PFK) do tecido radicular das plantas. A atividade das P-H+ATPases mostrouse maior nas plantas IAC-47. No entanto, a variedade Piauí mostrou maior teor de proteína na fração microssomal, maior atividade V-H+ATPases e maior desenvolvimento de raízes, o que possibitou uma absorção de amônio semelhante à da planta melhorada. Ambas as variedades apresentaram maior acúmulo de massa fresca na parte aérea e decaimento na relação raiz/parte aérea no tratamento com 1,0 mM N-NH4 +. Observou-se acúmulo de N-amino e NNH4 + na parte aérea de plantas Piauí no tratamento 1,0 mM de N-NH4 +. Tanto a parte aérea quanto a raiz da variedade Piauí cultivada a 1,0 mM N-NH4 + apresentaram menor acúmulo de açúcares solúveis e maiores teores de clorofila a+b. A atividade da PFK em todas as plantas foi aumentada com os níveis de amônio nutricionais. A variedade Piauí apresentou sempre menor oxidação de açúcares. A variedade adaptada pareceu concentrar seus açúcares possivelmente para disponibilidade em estádios posteriores de enchimento de grão. Para isso, manteve um maior pool de amônio e N-amino. Houve indícios de que o amônio absorvido por plantas Piauí cultivadas no tratamento 1,0 mM N-NH4 + teria sido drenado pela ação aminativa da enzima GDH, que se mostrou exacerbada. No entanto, a função desaminação da GDH também se mostrou aumentada. Dessa forma, a Piauí poderia ter utilizado-se da GDH como via anaplerótica para regular a necessidade de esqueletos carbônicos. A atividade de GS foi maior para a variedade IAC-47, acompanhada da atividade de GOGAT de parte aérea no tratamento 1,0 mM N-NH4 +. As plantas IAC-47 assimilaram o amônio prontamente a partir da via GS/GOGAT, a qual foi alimentada pela glicólise acelerada. Essas plantas produziriam proteína constitutiva não aplicando em reservas para o posterior enchimento do grão.