BARIANE, A.

CARVALHO, C. J. R.

COSTA, R. C. L.

FREITAS, J. M. N.

OLIVEIRA NETO, C. F.

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Atividade de redutase do nitrato e acumulação de compostos nitrogenados em cupuaçuzeiro [Theobroma grandiflorum (Wild.Ex.Spreng.) Schum] em resposta ao estresse hídrico e a reidratação.

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ATIVIDADE  DE  REDUTASE  DO  NITRATO  E  ACUMULAÇÃO  DE  COMPOSTOS NITROGENADOS  EM CUPUAÇUZEIRO [Theobroma  grandiflorum (Wild.Ex.Spreng.)  Schum] EM RESPOSTA AO ESTRESSE HÍDRICO E A REIDRATAÇÃOFREITAS,  Joze  Melisa  Nunes1,  OLIVEIRA  NETO,  Cândido  Ferreira2,  BARIANE,  Adriana3, CARVALHO, Cláudio José Reis4, COSTA, Roberto Cezar Lobo5 .RESUMO:  O cupuaçuzeiro [Theobroma grandiflorum  (Wild.Ex.Spreng.)  Schum] desponta como uma das fruteiras mais  importantes  para o desenvolvimento da agricultura na região Amazônica do Brasil. Além de ser uma espécie nativa da região, existe um mercado com enorme potencial  de expansão. O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos do estresse hídrico e da reidratação sobre a atividade da redutase do nitrato das folhas e raízes e proteínas solúveis totais, açúcares solúveis totais da parte aérea. O experimento  foi  conduzido em casa-de-vegetação,  utilizando-se 30 plantas  com 24 meses  de idade e aproximadamente 1 m de altura, em vasos com 0,45 m de altura por 0,18 m de diâmetro, dispostas em um delineamento inteiramente casualizado em fatorial tipo 2 x 5 x 1 com 3 repetições. A comparação entre as médias  foi feita  através do desvio padrão da média ao longo do tempo.  O estresse hídrico diminui  a atividade da redutase do nitrato em folhas, mas não teve efeito sobre as raízes. O estresse não afetou o crescimento das plantas, entretanto diminuiu o teor de proteínas solúveis totais. O estresse não teve efeito sobre o teor de carboidratos solúveis totais.PALAVRAS-CHAVE: Theobroma grandiflorum, Redutase do nitrato, Proteínas, Carboidratos.ACTIVITY OF NITRATE-REDUCTASE AND ACCUMULATION OF NITROGEN COMPOSES IN CUPUAÇU TREE [Theobroma grandiflorum (Wild.Ex.Spreng.)  Schum] IN RESPONSE TO WATER STRESS AND REWATERING.ABSTRACT:  Cupuaçu tree [Theobroma grandiflorum  (Wild.Ex.Spreng.) Schum] rises as one of most important fruit trees for development of agriculture in Brazilian Amazonia. Besides being a region native species, it has a large potential on national tradings. This study aimed to evaluate effects of water stress and rewatering over nitrate-reductase activity of leaves and roots, total soluble proteins and total soluble 1 Bolsista CNPQ / PIBIC – Acadêmica do 5º semestre do curso de Agronomia / UFRA.2 Bolsista CNPQ / PIBIC – Acadêmico do 7° semestre do curso de agronomia / UFRA.3  Monitora de Fisiologia Vegetal – Acadêmica do 9° semestre de Engenharia Florestal / UFRA.4 Pesquisador / Dr / EMBRAPA  Amazônia Oriental.5 Orientador – Professor  / Dr / ICA / UFRAII Seminário de Iniciação Cientifica da UFRA e VIII Seminário de Iniciação Científica da EMBRAPA Amazônia Oriental / 2005.sugars of shoot. The experiment was conduced at greenhouse, using 30  twenty-four month old plants and aproximatedly  1  meter  height,  in  0,45  height  and  0,18  diameter  vases,  disposed  in  a  completely randomized design,  in 2 x 5 x 1 factorial type, with 3 repetitions. A comparison between the means was  made by standard deviation of mean along time. Water stress decreased nitrate-reductase activity over leaves, but it had no effect over roots. It did not affect plant growing, however it decreased total soluble protein levels. It also had no effect over total soluble carbohydrate levels. KEY-WORDS: Theobroma grandiflorum, Nitrate-reductase, Proteins, Carbohydrates.INTRODUÇÃOO cupuaçuzeiro [Theobroma grandiflorum (Wilidenow ex Sprengel) Schumann], nativo do Pará e pertence à família Sterculiaceae, é uma espécie frutífera arbórea pode ser encontrada em estado silvestre nas florestas tropicais de terra firme, na pré-amazônia maranhense e, espontaneamente ou cultivada, em toda a Amazônia brasileira, Venezuela, Equador, Costa Rica e Colômbia.E considerada como cultura potencialmente promissora para o desenvolvimento sócio econômico, sendo indicada para compor os sistemas agrícolas, principalmente os agroflorestais ou consórcios com outras  culturas  de  expressão  econômica  na  região  amazônica  (Calzavara  et  al.,  1984;  Mota,  1990; Nogueira  et al., 1991; Gasparotto  et al., 1997; Ribeiro, 1997; Cavalcante & Costa, 1997). Entretanto, o cultivo do cupuaçuzeiro no Estado do Pará, vem sendo feito em plantios solteiros, ocupando áreas commenores índices pluviométricos que o costumeiro. O direcionamento do cultivo para essas áreas, se por um  lado,  ajuda  no  combate  a  principal  doença  dessa  espécie,  a  Vassoura  de  bruxa (Crynipelis  perniciosus),  por outro lado,  ainda  não se tem conhecimento  do comportamento  dessa cultura  nesses ambientes. Assim, o requerimento do cupuaçuzeiro como componente das paisagens produtivas racionais que se formam na Amazônia,  ensejam um grande número de questionamentos  de ordens  cientifica  e tecnológica.  Desse modo,  o conhecimento do comportamento biofísico e bioquímico de plantas  dessa espécie  precisa  ser  explorado  de  forma  experimental,  com vistas  a  entender  o  funcionamento  desse sistema  fundamental  ao  desenvolvimento,  ao  manejo  e  a  produtividade  dessa  espécie.  Alguns conhecimentos  estão  disponíveis  e  vem  sendo  utilizados  como  fontes  de  informações  para  o estabelecimento  de  cultivos  racionais  ou  para  a  condução  de  novas  experiências.  Entretanto,  estudos precisam ser feitos para que a cultura do cupuaçuzeiro possa ser levada oportunamente à condição de cultura plenamente domesticada. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito do estresse hídrico e da reidratação sobre a atividade da redutase do nitrato de folhas e raízes, como também sobre concentração de proteínas solúveis totais e carboidratos solúveis totais.MATERIAL E MÉTODOSPlantas de cupuaçuzeiro [Treobroma grandiflorum (Wild.Ex.Spreng.) Schum]  de 24 meses de idade com aproximadamente  1,20 m de altura, foram cultivadas em casa de vegetação da Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA), sem controle do ambiente, em vasos com 0,45 m de altura por 0,18 m de diâmetro, com substrato composto de três partes de terra e uma parte de areia lavada, sobre uma camada de 0,02 m de pedras britadas. Antes do início dos tratamentos todas as plantas foram irrigadas diariamente,  recebendo  macro  e  micronutrientes,  na  forma  de  solução  nutritiva  de  HOAGLAND  & ARNON  (1950)  modificada  no  laboratório  de  Fisiologia  Vegetal  da  UFRA  com  tratamentos fitossanitários,  mantendo-as  sadias  e  sem  deficiências  nutricionais.  Os  vasos  foram  dispostos  no espaçamento de 1,8 m entre linhas e 0,65 m entre plantas, em distribuição ao acaso. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em fatorial 2 x 5 x 1 com 3 repetições, totalizando 30 tratamentos. A comparação entre as médias foi feita através do desvio padrão da média ao longo do tempo.Foram feitas 5 coletas destrutivas (tempos: 0, 1, 2, 3, 4), sempre às 9:00 h da manhã, onde as plantas foram separadas em raiz, caule e folhas. Em seguida, as partes foram pesadas separadamente  para  a  determinação  da  massa  fresca.  Imediatamente  após  a  coleta,  as  partes  foram congeladas em freezer (- 20 º C) até a liofilização ou secagem para preparo da farinha das partes.  Foi determinado a massa fresca da raiz, do caule e da folha, utilizando-se uma balança e os dados foram expressos em KgMF. 10-3  /planta. Na determinação da atividade da redutase do nitrato em folhas e raízes,  foi  empregado  o  método  “in  vivo”  de  HAGEMAN  &  HUCKLESBY  (1971),  modificado, conforme descrito por COSTA (1999). A Determinação da concentração de proteínas solúveis totais em folhas foi feita pelo método colorimétrico de BRADFORD (1976), descrito por COSTA (1999). Enquanto que a concentração de carboidratos solúveis totais foi determinada pelo método de DUBOIS et al (956).RESULTADOS E DISCUSSÂOFoi observado que a redutase do nitrato em folhas de cupuaçuzeiro diminui nas plantas estressadas após o terceiro dia de falta de água, sendo que apresentou uma pequena recuperação após a reidratação (Figura 1). Estes resultados sugerem que o estresse hídrico diminui a atividade dessa enzima em virtude da diminuição do fluxo de água pela corrente transpiratória e com isso também o fluxo de nitrato para as folhas, uma vez que essa enzima é altamente dependente de seu substrato (SHARNER & BOYER 1976 a e b; COSTA 1999).Redutase do Nitrato em  Folhas00,510 1 2 3 4TEMPO DE ESTRESSEMicromoles de NO-2/gMF/hControleEstresseFigura 1. Atividade in vivo de redutase do nitrato em discos de folhas de plantas de cupuaçu (Theobroma grandiflorum) submetidas à desidratação progressiva (seca) durante 9 dias e reidratação após o 9º dia. A seta indica o dia de reidratação e as barras o desvio padrão. A  interação  nitrogênio  versus  condição  hídrica  do  solo  é  importante  porque  esse  nutriente freqüentemente limita o crescimento das plantas cultivadas em ambientes de pouca pluviosidade e em solos de baixa fertilidade. Além disso, existem evidências na literatura que o N e a disponibilidade de água no solo limitam o crescimento, dentre outros fatores, pela limitação na aquisição e assimilação desse nutriente (COSTA, 1999; SILVEIRA et al, 2003).   A Figura 2 mostra que a redutase do nitrato em raízes não teve diferença entre os tratamentos, mostrando que a influencia desse estresse ambiental sobre a atividade dessa enzima é maior nas folhas que nas raízes dessas plantas, independentemente da condição hídrica (SILVEIRA et al, 2003).Redutase do Nitrato em  Raíz00,510 1 2 3 4TEMPO DE ESTRESSEMicromoles de NO-2/gMF/hControleEstresseFigura 2. Atividade in vivo de redutase do nitrato em pedaços de raiz em plantas de cupuaçu (Theobroma grandiflorum) submetidas à desidratação progressiva (seca) durante 9 dias e reidratação após o 9º dia. A seta indica o dia da reidratação e as barras o desvio padrão. As figuras 3, 4, 5 e 6, mostram que o estresse hídrico não afetou o crescimento da planta toda e nem de suas partes, devido o cupuaçuzeiro ser uma planta perene e o período de estresse hídrico ter sido insuficiente para afetar o crescimento da planta.Massa de Folhas00,30,60 1 2 3 4TEMPO DE ESTRESSEKg MF.10-3/plantaControleEstresseMassa do Caule00,30,60 1 2 3 4TEMPO DE ESTRESSEkg MF.10-3/plantaControleEstresseFigura 3. Figura 4.Massa da Raíz00,30,60 1 2 3 4TEMPO DE ESTRESSEKg MF.10-3/plantaControleEstresseMassa Total00,30,60,90 1 2 3 4TEMPO DE ESTRESSEKg MF.10-3/plantaControle EstresseFigura 5. Figura 6.Figuras 3, 4, 5 e 6. Matéria fresca de folhas, caules, raízes e matéria fresca total de plantas de cupuaçu (Theobroma grandiflorum) respectivamente, submetidas à desidratação progressiva (seca) durante 9 dias e reidratação após o 9º dia. A seta indica o dia de reidratação das plantas e as barras representam o desvio padrão. Houve  uma  diminuição  significativa  da  concentração  de  proteínas  nas  plantas  submetidas  ao estresse hídrico (Figura 7), provavelmente, devido o aumento da atividade da enzima protease (COSTA, 1999).Proteínas Solúveis Totais0,511,522,533,50 1 2 3 4TEMPO DE ESTRESSEmg Proteína/g MSControleEstresseFigura  7.  Proteínas  solúveis  totais  em  plantas  de  cupuaçu  (Theobroma  grandiflorum)  submetidas  a desidratação  progressiva  (seca)  durante  9  dias  e  reidratação  após  o  9°  dia.  A  seta  indica  o  dia  de reidratação das plantas e as barras representam o desvio padrão. Não houve diferença nos teores de carboidratos solúveis totais (Figura 8), pois o tempo de estresse não foi suficiente pra aumentar consideravelmente a concentração de açúcares nas plantas estressadas, já que  a  concentração  de  carboidratos  teria  que  ser  maior  em plantas  estressadas  para  poder  manter  o equilíbrio osmótico da célula (KERBAUY, 2004; SILVEIRA et al, 2004).Carboidratos Solúve is Totais00,30,60,90 1 2 3 4TEMPO DE ESTRESSEmmol de Glu / g MSCONTROLEESTRESSEFigura  8.  Açúcares  solúveis  totais  em  plantas  de  cupuaçu  (Theobroma  grandiflorum)  submetidas  a desidratação  progressiva  (seca)  durante  9  dias  e  reidratação  após  o  9º  dia.  A  seta  indica  o  dia  de reidratação das plantas e as barras representam o desvio padrão.   CONCLUSÃO A atividade da redutase do nitrato diminuiu drasticamente a partir do 3°dia de estresse nas folhas. O estresse hídrico não afetou a atividade da redutase do nitrato nas raízes. O crescimento da planta toda e de  suas  partes  não foi  afetado  pelo  déficit  hídrico  utilizado.  Este  estresse afetou  o teor  de  proteínas solúveis totais nas folhas, porém não teve efeito sobre os teores de carboidratos solúveis totais.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASBRADFORD, M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analitic Biochemistry. 722: 248-254. 1976.CALZAVARA, B. B. G., MÜLLER, C. H. & KAHWAGE, O. de N. da C.  Fruticultura tropical: o cupuaçuzeiro; cultivo, beneficiamento e utilização do fruto. Belém: EMBRAPA-CPATU, 1984. 101p. (EMBRAPA-CPATU, Documentos, 32).CAVALCANTE,  A.  da  S.  L.  &  COSTA,  J.  G.  da.  Situação  atual  e  perspectivas  da  cultura  do cupuaçuzeiro no estado do Acre, Amazônia Ocidental Brasileira. In: SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE PIMENTA-DO-REINO E CUPUAÇU, 1,        1996.  Belém,  PA.  Anais.  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Situação  atual  e  perspectivas  da  cultura  do  cupuaçuzeiro  (Theobroma  gradiflorum, Schum.) no estado de Rondônia, Brasil. In: Seminário     Internacional sobre Pimenta-do-reino e Cupuaçu, 1,  1996.  Belém,  PA.  Anais.  Belém:  Embrapa  Amazônia  Oriental/JICA,  1997.  P.109-118.  (Embrapa Amazônia Oriental. Documentos, 89).SHARNER, DL & BOYER, J.S (1976a). Nitrate reductase activity in maize  (Zea mays L.) leaves.  I. Regulation by nitrate flux. Plant Physiol. 58: 499-504SHARNER, DL & BOYER, J.S (1976b). Nitrate reductase activity in maize  (Zea mays L.) leaves. II. Regulation by nitrate flux at low leaf water potential. Plant Physiol. 58: 505-509SILVEIRA, J. A . G. ;  COSTA, R. C. L. ;  VIEGAS, R. A. ;  OLIVEIRA, J. T. A . ;  FIGUEIREDO, M. V. B. ;  N- compound accumulation and carbohydrate shortage on N2 fixation in drought-stressed and rewatered cowpea plants. Spanish Journal of  Agricultural Research. V 3. n 1. pag. 65-75. 2003.

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