Transporte de nitrogenio e metabolismo da aspargina em soja (Glycine Max L.) sob deficiencia na assimilação do nitrogenio

Orientador: Ladaslav SodekTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Foram conduzidos experimentos com plantas de soja e outras leguminosas em condições de casa-de-vegetação. Plantas noduladas e não-noduladas apresentaram aumento significativo do nível de ácido aspártico e redução da asparagina transportada na seiva do xilema sob condições que limitam a assimilação do nitrogênio. Em soja, a resposta foi revertida quando as condições ótimas para assimilação do nitrogênio foram restauradas. Plantas não-noduladas, crescidas em vasos contendo vermiculita, usando nitrato como fonte de nitrogênio, apresentaram este fenômeno quando transferidas para hidroponia em solução deficiente em nitrogênio. Subseqüentemente, quando nitrato foi novamente fornecido o efeito foi revertido. Plantas noduladas crescidas em vermiculita recebendo solução deficiente em nitrogênio e totalmente dependente da fixação do N2 como fonte de nitrogênio apresentaram a mesma resposta quando transferi das para hidroponia com aeração. Neste caso, após a transferência para hidroponia os níveis de ureídeos na seiva do xilema decresceram significativamente sugerindo, com outras evidências, que a fixação do nitrogênio foi prejudicada nessas condições. Com o retomo destas plantas para vermiculita, ambos a razão ASPI ASN e o nível de ureídeos retomaram aos valores iniciais. Durante o crescimento e a nodulação de plantas de soja cultivadas em vermiculita em solução nutritiva deficiente em nitrogênio, o fenômeno foi observado durante curto período que corresponde à fase de "fome de N". Esta fase é caracterizada pelo transitório amarelecimento das folhas e ocorre quando as reservas são exauridas e a nodulação não está suficientemente desenvolvida para manter a planta com nitrogênio fixado. Seguindo os tratamentos descritos acima, a análise dos aminoácidos livres do floema, raízes e nódulos também revelou aumento da razão ASP/ASN mas, muito menos pronunciado do que o encontrado na seiva do xilema. A atividade da asparagina sintetase foi investigada no sistema radicular para tentar elucidar os fatores envolvidos no fenômeno. A atividade da enzima nos nódulos sofreu uma queda nos tratamentos que elevaram a razão ASPI ASN como a transferência das plantas noduladas para hidroponia e a queda foi recuperada com o retomo das plantas para vermiculita quando a razão ASP/ASN atingiu o nível normal. Entretanto, houve insucesso na dosagem da atividade da asparagina sintetase nas raízes. Evidentemente, em termos qualitativos, o transporte de nitrogênio na seiva do xilema parece ser um indicador bastante sensível do status de nitrogênio da plantaAbstract: Experiments with soybean plants and other legumes were conducted under greenhouse conditions. Both nodulated and non-nodulated plants were found to present substantially increased aspartic acid levels and lower asparagine in the xylem bleeding sap under conditions that limit nitrogen assimilation. In soybean, the response was reversed when optimum conditions for nitrogen assimilation were restored. Non-nodulated plants, grown in pots with vermiculite using nitrate as sole source of nitrogen, presented this phenomenon when transferred to N-deficient water-culture. Subsequent return to nitrate reversed the effect. Nodulated plants grown in vermiculite with N-deficient nutrient solution and totally dependent on N2-fixation as a source of nitrogen presented the same response when transferred to aerated water -culture. In this case xylem ureide levels also fell substantially suggesting, along with other evidence, that nitrogen fixation was impaired under these conditions. On return of plants to vermiculite, both the Asp/Asn ratios and ureide levels returned to initial values. During growth and nodulation of soybean plants cultivated in vermiculite with N-deficient nutrient solution, the phenomenon was observed over a short period corresponding to the "N hunger" phase. This phase is characterised by transient yellowing of the leaves and occurs when reserves are depleted and nodulation is not yet sufficiently developed to maintain the plant with fixed nitrogen. Following the above-described treatments, an analysis of free amino acids in the phloem, roots and nodules also revealed some increase in the Asp/ Asn ratios but these were much less pronounced than those found for the xylem. Asparagine synthetase activity was investigated in the root system in an attempt to elucidate the factors underlying the phenomenon. Activity in the nodules was found to fall during treatments which elevated the Asp/Asn ratio such as transfer of nodulated plants to water-culture and the fall in activity reversed on return of the plants to vermiculite when ratios returned to normal. However, measurement of asparagine synthetase activity in the roots was unsuccessful. Evidently, in qualitative terms, nitrogen transport in the xylem appears to be very sensitive to the nitrogen status of the plantDoutoradoDoutor em Biologia Vegeta