Contribuição do transportador OsNRT2.4 para a absorção de nitrato e modulação da arquitetura radicular em arroz sob baixa disponibilidade de nitrogênio

Abstract

A disponibilidade de nutrientes no solo influencia na modulação do crescimento e arquitetura radicular. O nitrogênio (N) é um dos fatores que mais limita o crescimento e a produtividade, no entanto, plantas sob deficiência de nitrogênio investem mais no aprofundamento radicular e não limitam o alongamento lateral do sistema radicular. Para que ocorra uma absorção eficiente de nutrientes são necessários transportadores específicos de membrana que irão auxiliar na entrada do nutriente para o interior celular, com ênfase nos transportadores de nitrato de alta afinidade (NRT2). Deste modo, plantas silenciando o gene OsNRT2.4, obtidas por meio da técnica de silenciamento gênico por micro RNA artificial, e plantas controle (WT - tipo selvagem) foram submetidas a uma condição de baixo fornecimento de nitrato com o objetivo de investigar o papel do transportador OsNRT2.4 na promoção do estímulo do crescimento radicular. Após o processo de transformação, as plântulas obtidas foram transferidas para casa de vegetação no Departamento de Solos da UFRRJ, para obtenção das sementes de primeira geração (T1). Sementes das linhagens obtidas apresentaram problemas quanto à germinação, por isso, para a superação da dormência das sementes, foi estabelecido um protocolo de quebra de dormência. Posteriormente, foram conduzidos três experimentos em câmara de crescimento (fitotron). O primeiro e o segundo experimento foram realizados com o intuito de selecionar aquelas linhagens silenciando o gene OsNRT2.4. As linhagens e as plantas WT foram cultivadas em solução nutritiva sob baixo fornecimento de nitrato (0,2 mM N-NO3 -) e selecionadas com base na análise de expressão gênica por meio do método do CT comparativo (2-CT) e, pela análise morfológica e parâmetros radiculares, experimentos I e II, respectivamente. O experimento III foi realizado com as linhagens selecionadas previamente, L#5 e L#39, e teve como objetivo analisar o efeito do silenciamento do gene OsNRT2.4 sobre os metabólitos solúveis e sobre o padrão de expressão das enzimas do metabolismo de N e os transportadores de nitrato de alta afinidade, cultivadas em solução nutritiva sob baixo fornecimento de nitrato e ressuprimento (0,1 mM N-NO3 -). Foi observado que o silenciamento do gene OsNRT2.4 induziu uma densidade de raízes laterais semelhantes a WT, porém menor alongamento das raízes laterais, menor área de superfície, menor volume e menor número de pontas, confirmando que o transportador OsNRT2.4 possui um papel na regulação do crescimento radicular, estando especificamente envolvido no crescimento de raízes laterais. O silenciamento também afetou a expressão de outros transportadores de nitrato de alta afinidade (OsNRT2.1 e OsNAR2.1). Além disso, o transportador OsNRT2.4 possui um papel na regulação do fluxo interno de N, atuando no transporte de nitrato da raiz para a parte aérea (efluxo).