Alterations in the metabolism of nitrogenous compounds in Calopogonium mucunoides in response to different nitrogen sources : effects on nodulation and fixation

Calopogonium mucunoides é uma leguminosa tropical típica de cerrado, sendo muito utilizada em adubação verde e como forrageira. Possui alta capacidade de fixação de nitrogênio, sendo cultivada em solos de baixo pH e pouca fertilidade; e boa resistência à seca, mas não tolera baixas temperaturas. Poucos são os estudos acerca do metabolismo de nitrogênio nesta espécie, mas demonstram que a leguminosa apresenta alta abundância relativa de ureídeos quando fixando nitrogênio. Estudos preliminares nossos demonstraram certa tolerância do mecanismo de fixação à exposição ao nitrato. Este trabalho objetivou estudar o metabolismo de nitrogênio, em Calopogonium mucunoides, identificando as principais alterações no metabolismo de nitrogênio sob diferentes condições de obtenção deste nutriente: plantas cultivadas recebendo solução nutritiva com diferentes fontes de nitrogênio antes da nodulação; e plantas plenamente noduladas, então expostas a receber solução nutritiva com diferentes fontes de nitrogênio, em diferentes concentrações e por diferentes tempos de exposição. Observou-se que a espécie não apresentou nodulação sensível à presença de nitrogênio no meio e, quando plantas plenamente noduladas foram expostas ao nitrogênio, a fixação foi mantida e a atividade da enzima nitrogenase só foi afetada, embora não totalmente, quando as plantas foram expostas a concentrações de 30 mM de nitrato. Por outro lado, a espécie parece responder à fonte de nitrogênio translocando e/ou acumulando diferentes formas de ureídeo (alantoína e ácido alantóico), mas o metabolismo de aminoácidos não apresentou resposta padrão à exposição ao nitrogênio. Estes estudos indicaram tolerância da nodulação e da fixação de nitrogênio desta espécie ao cultivo na presença de nitrogênio, podendo então servir de embasamento a futuros estudos acerca da sensibilidade/tolerância desses processos à presença de nitrogênio no meio em leguminosas em geralCalopogonium mucunoides is a tropical legume found in the ?cerrado? (savanna) regions, and widely used as green manure and forage. It has a high capacity for fixing nitrogen, being cultivated in soils with low pH and poor fertility; and good resistance to drought, but does not tolerate low temperatures. Studies on the nitrogen metabolism of this species are quite scarce but it is known that the legume has a high relative abundance of ureides when fixing nitrogen. Our own preliminary studies suggested certain tolerance of fixation to the presence of nitrate. The objective of the present study was to study nitrogen metabolism in Calopogonium mucunoides, identifying the influence of the nitrogen source on nitrogen metabolism using: different nitrogen sources starting before nodulation; and exposing plants to the same sources only after complete nodulation, at different concentrations and times of exposure. It was found that the nodulation process of this species was not sensitive to the presence of a nitrogen source in the medium and, when fully nodulated plants were exposed to the nitrogen sources, fixation was maintained and the activity of nitrogenase was only affected, albeit partially, when exposed to the highest (30 mM) dose of nitrate. On the other hand, the species appears to respond to the exogenous source of nitrogen by translocating and/or accumulating different forms of ureides (allantoin and allantoic acid), but the metabolism of amino acids did not respond clearly to the nitrogen source. The data indicate that the process of nodulation and nitrogen fixation in this species is tolerant to the presence of a nitrogen source in the medium and should prove useful for future studies on the sensitivity/tolerance of nitrogen fixation to na external nitrogen source in legume