Absorção, assimilação e remobilização de nitrogênio em arroz, sob nutrição nítrica. Avaliação da expressão gênica diferencial.

Abstract

O arroz é um dos mais importantes cereais para o homem, porque é fonte primária na alimentação de mais da metade da população do mundo. As plantas necessitam de nitrogênio para seu desenvolvimento, sendo este presente em solos aerados, na forma de nitrato. Em função do desgaste das áreas cultivadas, tem sido intensificada a utilização de fertilizantes nitrogenados, o que contribui para o aumento da poluição, visto que, esse composto possui grande mobilidade no solo. Objetivando-se avaliar os mecanismos fisiológicos, bioquímicos e moleculares responsáveis pela eficiência no uso de nitrogênio em arroz foram conduzidos três experimentos no Departamento de Solos da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, com duas variedades de arroz, uma tradicional (Piauí) e outra melhorada (IAC-47). Primeiramente, ambas as variedades foram cultivadas em solução nutritiva e submetidas a tratamentos simulando o fluxo sazonal de nitrato, característico das regiões tropicais. Nessa condição, foram avaliados os teores de açúcares solúveis, frações nitrogenadas e a atividade das enzimas Nitrato Redutase (ANR) e Glutamina Sintetase. A variedade Piauí foi mais eficiente na aquisição e uso do N quando comparada a IAC-47, acumulando nitrato em seus tecidos durante as fases iniciais de crescimento. Depois, essas mesmas variedades foram cultivadas em câmara de crescimento para estudar o efeito de concentrações crescentes de nitrato sobre os teores das frações nitrogenadas, ANR e sobre o perfil de expressão relativa dos genes dos transportadores de nitrato (NRT1 e NRT2) e da Nitrato Redutase (Nia2). Dos resultados obtidos, foi observado que a variedade tradicional possui menor ANR, maiores teores de nitrato e N-amino livre. Além disso, esta apresentou maior expressão relativa dos genes que codificam os transportadores de nitrato de baixa (NRT1) e os de alta (NRT2) afinidade, sendo esse na parte aérea. Estas plantas pareceram adotar um controle diferenciado da ANR, pois mesmo tendo maior expressão relativa desse gene, a atividade desta enzima se mantém praticamente sem sofrer influência das concentrações de nitrato na solução. No último experimento, foram identificados os genes induzidos por duas concentrações de nitrato (0,1 e 10 mM) em ápices radiculares de arroz. Diversos genes foram seqüenciados, dentre eles, destacou-se a subunidade E1 do complexo piruvato desidrogenase e fosfofrutoquinase, indicando a necessidade de se melhor entender a complexidade da interação entre o metabolismo de carbono e nitrogênio. Foram encontradas também seqüências homólogas aos genes da alfa actina, miosina, tropomiosina 1, creatina cinase e glioxalase I.