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Alterações nutricionais, fisiológicas e moleculares em clones de eucalipto submetidos à omissão e ao ressuprimento de N ou P
(Universidade Federal de Viçosa, 2013-10-31) Fernandes, Loane Vaz; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/5023387764069051; Neves, Júlio César Lima; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783076D4; Barros, Nairam Félix de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783694P8; http://lattes.cnpq.br/6191785915680594; Martins, Lafayete Gonçalves Campelo; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798343E0; Martinez, Hermínia Emília Prieto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788276P4; Paiva, Haroldo Nogueira de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788177J6
A maior EN é atribuída à maior aquisição (EA) e/ou maior utilização (EU) dos nutrientes, processos intermediados por proteínas transportadoras, que respondem de forma diferencial ao suprimento de nutrientes. Além das proteínas, diversas rotas são alteradas em função do suprimento nutricional e em diferentes velocidades. Assim, alterações na coloração, teor nutricional e crescimento são mais lentas do que alterações fisiológicas, que, por sua vez, são mais lentas que as moleculares. Essas diferentes velocidades de alteração, aliadas ao controle genético dessas rotas, unem a nutrição de plantas ao melhoramento genético e podem subsidiar a escolha de materiais genéticos mais eficientes nutricionalmente, bem como indicar biomarcadores nutricionais. Este trabalho visou avaliar as alterações de crescimento, teores nutricionais, variáveis fisiológicas (trocas gasosas, fluorescência da clorofila a e teores de pigmentos), atividade de enzimas chave e expressão de genes candidatos relacionados à maior eficiência de utilização de N ou de P por eucalipto. Mudas de quatro clones (386, I-144, I-042 e VM 01) de eucalipto cresceram em solução nutritiva por 60 dias, quando foram aplicados os tratamentos, constituídos pela omissão de N ou P, por 21 dias, seguido pelo ressuprimento dos mesmos por 14 d e tratamento controle (solução nutritiva sempre completa). Semanalmente foram feitas avaliações de crescimento, fisiológicas e nas semanas 1, 3, 4 e 5 foram coletadas amostras de folhas diagnóstico (folhas jovens totalmente expandidas) para análise do teor total de N e P, atividade das enzimas nitrato redutase (NR EC 1.0.0.1) e glutamina sintetase (GS EC 6.3.1.2), para os tratamentos de N, e fosfatase ácida (APase EC 3.1.3.2) e ribonuclease (RNase EC 3.1.4.22), para os tratamentos referentes a P. Nas semanas 1, 3, 4 e 5 também foram retiradas amostras para determinação do teor dos pigmentos fotossintéticos e realizada leitura de clorofila por clorofilômetro. Na semana 3, período de maior omissão de N ou P, foram coletadas amostras para determinação da expressão dos genes, por PCR- RT (reação de transcriptase reversa em cadeia de polimerase em tempo real) GS2;1, Gln1;3, NR1 e TIP2;1 para N e RNS1 e PHO1;H1 para P. Ao final do ressuprimento foi calculada a massa da matéria seca das plantas, o conteúdo dos nutrientes e as eficiências nutricionais. A omissão/ressuprimento de N causou a menor produção de matéria seca, aumento da EU e queda da EA. Para P houve aumento da EU e queda da EA, embora apenas o clone 386 tenha apresentado menor crescimento, indicando maior adaptação das plantas à falta de P. A omissão levou à queda nos teores de N e aumento na atividade de todas as enzimas e expressão de todos os genes, especialmente o GS2;1 e GLn1;3. A queda na taxa de fotossíntese líquida (A), na omissão de N, pode ser explicada por menores teores de pigmentos e danos na etapa fotoquímica da fotossíntese, pela oxidação do fotossistema II (FS II), além da possível queda no teor da rubisco. Houve queda no teor de P na primeira semana de omissão, e na semana 3, ainda sob a omissão, o teor se igualou ao do tratamento controle, em virtude da alta ciclagem interna, comprovada pelo aumento da atividade das fosfohidrolases e expressão dos genes (PHO1;H1 e RNS1). A queda em A pode ser explicada por danos ao FSII em virtude de menor teor de P inorgânico para a formação de ATP e NADPH, diminuindo a taxa de transporte de elétrons (ETR) e, com isso, a A. A enzima com maior atividade relativa para N foi a GS no clone I-144 (73,6 vezes), reflexo do aumento da expressão do GS2;1. Para P, o maior aumento (16,2 vezes) foi observado para enzima RNase, também para o clone I-144 e comprovado pelo aumento da expressão do RNS1, mostrando controle transcricional deste gene. O ressuprimento tendeu a reestabelecer o status nutricional, variáveis do aparato fotossintético e enzimas relacionadas a N (NR e GS) das plantas, evidenciando grande resiliência do eucalipto. Este padrão se repetiu para P, com exceção das enzimas APase e RNase, cujas atividades ainda eram relativamente altas na semana 5. A resistência/resiliência de clones de eucalipto em resposta à omissão/ressuprimento de N ou P envolve alterações em diversas variáveis, e as que apresentam maior potencial como biomarcadores em eucalipto são: o coeficiente de dissipação fotoquímica (ŶII), taxa de transporte de elétrons, a atividade da enzima GS e expressão dos genes GS2;1 e Gln1;3 quanto ao status de N; taxa fotossintética, enzima RNase e o gene RNS1 quanto ao status de P.
Banco de sementes como indicador de restauração de uma área degradada por mineração de caulim em Brás Pires, MG
(Revista Árvore, 2008-08-22) Martins, Sebastião Venâncio; Almeida, Diego Pierre de; Fernandes, Loane Vaz; Ribeiro, Tiago Maciel
Este estudo teve como objetivo caracterizar o banco de sementes sob vegetação secundária em uma área degradada por mineração de caulim em Brás Pires, MG. Foram coletadas 40 amostras de solo de 0,5 x 0,5 m até a profundidade de 5,0 cm. As amostras foram mantidas em viveiro por quatro meses, sendo metade em sombreamento de 11,5% (luz) e metade em sombreamento de 60% (sombra). A germinação das sementes foi comparada nas duas condições de sombra (11,5% e 60%), utilizando-se o teste t para amostras independentes. Foram amostradas 36 espécies pertencentes a 17 famílias botânicas. As famílias com maior riqueza específica foram Asteraceae, com nove espécies, Rubiaceae com cinco e Poaceae com quatro. A maioria das espécies (66,7%) e dos indivíduos (82,2%) amostrados no banco foi de herbácea. As espécies com maior número de indivíduos germinados do banco foram as herbáceas Urochloa decumbens (Stapf) R.D. Webster, Cenchrus sp. e Eragrostis sp. e a arbustiva Leandra niangaeformis Cogn. Entre as arbóreas, destacaram-se em número de indivíduos Luehea grandiflora Mart. e Trema micranta (L.) Blume. A maior densidade de ervas daninhas oriundas de áreas antropizadas do entorno indicou baixa resiliência da vegetação presente na área degradada em caso de ocorrer alguma perturbação severa.
Doses e fontes de nitrogênio na produtividade do eucalipto e nas frações da matéria orgânica em solo da região do cerrado de Minas Gerais
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2011-11-08) Jesus, Guilherme Luiz de; Barros, Nairam Félix de; Silva, Ivo Ribeiro da; Neves, Julio César Lima; Henriques, Eduardo Pinheiro; Lima, Vinicius Campos; Fernandes, Loane Vaz; Soares, Emanuelle Merces Barros
Apesar da grande quantidade de N acumulada em plantações de eucalipto de alta produtividade, o aumento em volume do tronco em resposta à aplicação de N não tem sido expressivo nem consistente. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito de doses e fontes de N sobre o crescimento e o acúmulo de N em plantas de eucalipto, na serapilheira, além do impacto nas frações da matéria orgânica do solo (MOS). O experimento foi instalado em campo, no município de Itamarandiba-MG, em blocos ao acaso com três repetições, consistindo da aplicação em cobertura de doses (0, 60, 120 e 240 kg ha^-1) e fontes de N distintas (sulfato de amônio e nitrato de amônio) em clone de eucalipto (AEC1528®). O efeito dos tratamentos sobre o crescimento e acúmulo de N nas plantas foi avaliado aos 30 meses de idade, abatendo-se árvores com DAP médio e separando-as em lenho, casca, galhos e folhas, para determinação da produção de matéria seca e dos teores e conteúdos de nutrientes das plantas. Amostras de solo e de serapilheira foram coletadas para análises de nutrientes. Os teores de C e N total da matéria orgânica particulada (MOP) e da matéria orgânica associada à fração mineral (MOAM) foram determinados por espectrometria de massa de razão isotópica, após separação física da MOS. As análises estatísticas consistiram de análise de variância e de regressão. A aplicação de adubos nitrogenados promoveu aumento no crescimento volumétrico do tronco e na matéria seca da parte aérea. A dose de N como sulfato de amônio para obter 90 % da produção máxima foi de 74 kg ha^-1, a qual resultou em incremento de 42,3 % no volume de tronco em relação à testemunha sem adubação nitrogenada. Na dose de 120 kg ha^-1 de N, não houve diferença de resposta à aplicação de sulfato de amônio e nitrato de amônio. Não foram detectadas alterações nos estoques de C e N da MOS com a adubação nitrogenada. No entanto, houve aumento da absorção de Ca, Mg e S. A taxa de recuperação aparente de N no campo foi maior na dose de 120 kg ha^-1 de N, atingindo 34,4 %.
Establishment of critical nutrient levels in soil and plant for eucalyptus
(Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2020-03-03) Neto, Antonio João de Lima; Neves, Júlio César Lima; Martinez, Herminia Emilia Prieto; Sousa, Jailson Silva; Fernandes, Loane Vaz
The adoption of more productive and nutrient-demanding genotypes, in addition soils with low availability of nutrients of soils under forest plantations, lead high fertilizer demand and justify research that seeks to rationalize the use of these inputs. Therefore, we aimed with this research to determine classes of interpretation of soil fertility using boundary line (BL) and estimate macronutrient sufficiency ranges for eucalyptus. Fertility classes and sufficiency ranges were obtained using a database of areas cultivated with eucalyptus in the Central-East region of Minas Gerais, Brazil, totaling 689 plots, containing information on yield, leaf contents, and soil chemical properties. Scatter plots were drawn relating the mean annual increment (MAI) in trunk volume (relative) with soil organic matter (OM), phosphorus (P), potassium (K+ ), calcium (Ca2+), and magnesium (Mg2+) of the 0.00-0.20 m layer. Those graphs and equations were used to estimate soil fertility classes. Leaf contents of N, P, K, Ca, and Mg were plotted with soil contents of OM, P, K+ , Ca2+, and Mg2+. Using the Quadrant Diagram of the plant-soil Relationship (QDpsR) method, horizontal and vertical lines were drawn separating the cloud of points in four quadrants. With the points at the quadrants III and I, regression equations were fitted. To obtain foliar sufficiency ranges, soil values of critical and optimal levels of OM, P, K+ , Ca2+, and Mg2+, obtained by BL, were substituted in the equations generated by the QDpsR method. The appropriate soil content ranges determined by BL for productivity of 47.7 m3 ha-1 yr-1 were: 24.75-38.28 g kg-1 of OM, 8.5-14.6 mg dm-3 of P, 100.0-150.35 mg dm-3 of K+ , 0.77-1.47 cmolc dm-3 of Ca2+, and 0.25-0.43 cmolc dm-3 of Mg2+. Leaf content ranges determined by QDpsR are: 19.4-21.3 g kg-1 of N, 1.0-1.2 g kg-1 of P, 8.5-10.6 g kg-1 of K, 4.8-6.1 g kg-1 of Ca, and 1.9-2.4 g kg-1 of Mg. The critical levels of nutrients in the soil, obtained by the BL method, and the leaf sufficiency ranges, obtained using the QDpsR method, are similar to those existing in the literature. This indicates that this methodology is reliable in establishing standards and that the critical levels obtained can be used to improve the recommendation of fertilizers for eucalyptus.
Normas e determinação de faixas de suficiência para diagnose foliar com base no crescimento relativo de eucalipto
(Universidade Federal de Viçosa, 2010-02-24) Fernandes, Loane Vaz; Neves, Júlio César Lima; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783076D4; Leite, Roberto de Aquino; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785893P8; Barros, Nairam Félix de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783694P8; http://lattes.cnpq.br/6191785915680594; Paiva, Haroldo Nogueira de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788177J6; Venegas, Victor Hugo Alvarez; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727865T0
Os plantios com eucalipto no país ocupam 4,3 megahectares, dos quais 22 % encontram-se no estado de São Paulo. Diversos trabalhos concluem que há correlação positiva e estreita entre acúmulo de nutrientes e taxa de crescimento do eucalipto, e que os teores de nutrientes nas folhas refletem os fluxos de água e nutrientes no sistema e se correlacionam com a produtividade. Assim, a diagnose nutricional com base em análise de tecido pode ser utilizada como ferramenta complementar à análise de solo para subsidiar o manejo nutricional das culturas. Dos métodos de diagnose existentes, o proposto por Kenworthy (KW) avalia o balanço, considerando os nutrientes de forma individual além de incorporar a variabilidade do teor na população de referência. Já o Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação (DRIS), proposto por Beaufils, avalia o equilíbrio nutricional por meio de relações entre os nutrientes. Para ambos há necessidade de se dispor de valores de referência, ou seja, de normas. Os objetivos deste trabalho foram: 1) obter normas para os métodos KW e DRIS, aplicáveis à diagnose do estado nutricional, com base em análise foliar, de plantios jovens de eucalipto no Estado de São Paulo; 2) avaliar o grau de universalidade das normas e dos diagnósticos; 3) avaliar a influência da exclusão de nutrientes cujas normas apresentam altos teores e variabilidade sobre a diagnose, quanto ao equilíbrio, dos demais nutrientes; 4) desenvolver método alternativo, com enfoque mais biológico, para a definição das faixas de suficiência para KW e DRIS; 5) contribuir para a parametrização e aprimoramento do aplicativo computacional NUTREELYPTUS. Foi utilizado banco de dados de análises foliares de 1.150 talhões de plantios jovens de eucalipto, em áreas de duas empresas, contendo informações referentes aos teores de N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Zn, Mn e B e produtividade. Foi realizada a estratificação deste, determinando a população de referência, cuja altura era maior que a altura média. Foram calculados conjuntos de normas específicas (por época e região de plantio, material genético, cultura antecessora e classe textural), e gerais (por Empresa e para o estado de São Paulo). As normas específicas foram comparadas com as normas tidas como gerais para cada situação, mediante o teste t para as médias e o teste F para as variâncias. A seguir, com o auxílio do NUTREELYPTUS, parametrizado com essas normas (específicas e gerais) e faixas de suficiência, foram obtidos os diagnósticos do estado nutricional de plantios de baixa produtividade quanto ao balanço (índices KW) e equilíbrio (índices DRIS e classes de Potencial de Resposta à Adubação - PRA), que foram comparados, em nível de talhão, pela Frequência de Diagnósticos Concordantes (FDC). Foram utilizados os métodos da Região de Fronteira (RF) e da Chance Matemática Relativa (ChMR) para a obtenção de limites das faixas de suficiência com maior significado biológico. Foram obtidos conjuntos de normas específicas e normas gerais úteis à diagnose do estado nutricional de plantios jovens de eucalipto no estado de São Paulo. O grau de universalidade das normas KW e DRIS varia conforme o parâmetro usado (média, variância ou ambas conjuntamente) e independente do parâmetro é menor do que o dos diagnósticos produzidos com o uso destas normas. Numa mesma empresa, os altos valores de FDC permitem que normas gerais sejam utilizadas. A exclusão de Fe e Mn, nutrientes cujas médias em geral apresentaram-se elevadas e com as maiores variabilidades, aumenta a sensibilidade dos diagnósticos quanto ao equilíbrio nutricional, mas não altera de modo relevante o grau de universalidade dos diagnósticos produzidos. Os métodos RF e ChMR podem ser utilizados visando à obtenção dos limites das faixas de suficiência com maior significado biológico, visando à interpretação de índices KW e DRIS. A utilização desses novos limites de faixas de suficiência pouco alterou a FDC obtidos com normas específicas ou gerais. Para a avaliação do estado nutricional de plantios jovens de eucalipto recomenda-se a utilização dos limites das faixas de suficiência KW e DRIS como proposto neste trabalho pelo método ChMR. São necessários estudos adicionais de modo a correlacionar o estado nutricional de plantios jovens de eucalipto com a produtividade na idade de corte.
Omission and resupply of nitrogen affect physiological and enzymatic activities and the gene expression of Eucalypt clones
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2016-12-15) Fernandes, Loane Vaz; Moreira, Lílian Angélica; Barros, Nairam Félix de; Ribeiro, Cléberson; Neves, Júlio César Lima
The mineral nutrient uptake of plants in the field occurs in pulses, due to variations in the substance concentrations at the root surface. The fluctuations in nutrient supply probably induce changes in the plant, which are to date unknown for Eucalyptus. This study evaluated these changes in plant growth, nutritional status, photosynthesis, and gene expression, which can serve as biomarkers of the nitrogen status, of four eucalypt clones exposed to N omission and resupply. A greenhouse experiment with four Eucalyptus clones was installed, and after initial growth exposed to N omission for 21 d, followed by N resupply in nutrient solution for 14 d. Nitrogen omission decreased the total N and photosynthetic pigments, net photosynthesis and photochemical dissipation, and increased enzyme activity especially in leaves and the gene expression in leaves and roots. Nitrogen resupply decreased these variations, indicating recovery. The total N concentration was highly and significantly correlated with net photosynthesis, enzyme activity, expression of genes GS2;1 and Gln1;3 in the leaves and AMT1;2 in the roots, contents of chlorophyll a and b, and photochemical energy dissipation. The enzymes GS and NR in the leaves and the genes AMT1;2, GS2;1 and Gln1;3 proved to be sensitive N indicators.