Efeitos de níveis do nitrato sobre o metabolismo do nitrogênio, assimilação do CO 2 e fluorescência da clorofila a em mandioca

Abstract

Plantas de mandioca (Manihot esculenta Crantz ‘Cigana Preta’) foram cultivadas com diferentes concentrações de NO -3 , para avaliar-se possíveis alterações no metabolismo do nitrogênio, assimilação do CO 2 e parâmetros de fluorescência da clorofila a. Os experimentos foram conduzidos em solução nutritiva, em blocos ao acaso. Após 90 dias de cultivo, verificou-se que os níveis de nitrogênio foliar total e de suas frações (NO -3 , NH +4 , aminoácidos e proteínas solúveis), bem como as atividades das enzimas redutase do nitrato, desidrogenase do glutamato, sintetase da glutamina e sintase do glutamato foram reduzidas pela menor disponibilidade de NO -3 no meio de cultivo. Nas folhas, os teores de açúcares solúveis totais, de açúcares não-redutores e de fósforo inorgânico, aumentaram linearmente, com o incremento dos níveis NO -3 , mas os níveis de amido e açúcares redutores diminuíram. Nas raízes de absorção e raízes tuberosas, os níveis de amido e açúcares redutores também foram maiores para as plantas cultivadas sob deficiência de NO -3 . A deficiência de NO -3 ocasionou reduções nas taxas fotorrespiratória e fotossintética líquida e, paralelamente, proporcionou aumento na taxa respiratória total. A manutenção dos valores de C i /C a , F v /F m , F v ́/F m ́e aumento nos níveis de redução de Q A , verificados nas plantas cultivadas sob deficiência de NO -3 , indicaram que a menor taxa fotossintética líquida, por unidades de área e de massa, não foi devida a limitações estomáticas e tampouco ao funcionamento da etapa fotoquímica, mas em função: (i) da menor concentração de proteínas, presumivelmente aquelas relacionadas com a etapa bioquímica da fotossíntese, (ii) da menor taxa de carboxilação da Rubisco, (iii) da menor disponibilidade de Pi e, (iv) da retroinibição devida ao acúmulo de açúcares redutores.

Cassava plants (Manihot esculenta Crantz 'Cigana Preta') were grown with nitrate in different levels (0.5; 3.0, 6.0 and 12.0 mol m -3 NO -3 ) to evaluate possible alterations in nitrogen metabolism, CO 2 assimilation and chlorophyll a fluorescence parameters. Experiments were conducted in nutrients solution, in a randomized block design. After 90 days of cultivation, total leaf nitrogen concentration and its fractions (NO -3 , NH +4 , aminoacids and soluble proteins), as well as the activies of nitrate reductase, glutamate dehydrogenase, glutamine synthetase and glutamate synthase were decreased in the plants under lowest nitrate level treatments. In leaves, concentration of total soluble sugars, non- reducing sugars and inorganic phosphate increased linearlly along with nitrate levels, whilst starch and reducing sugars decreased. In both absorbing and tuberous roots, concentration of starch and reducing sugars were higher in plants grown under nitrate deficiency. Such a deficiency also led to reductions in photorespiratory rates and net CO 2 assimilation, but an opposite trend in total respiration rate was found. Maintenance of (i) internal to ambient CO 2 ratio, (ii) both dark and light-adapted variable to maximum chlorophyll fluoresecence ratio and (iii) an increase in the reduction state of Q A under nitrate deficiency suggested that decreased net CO 2 assimilation, on both area and mass bases, was a consequence of biochemical limitations, due possibly to (i) a decreased concentration of proteins, presumably the ones associated with the Calvin cycle, (ii) a decreased rate of Rubisco carboxylation, (iii) a decline in Pi availability and, (iv) an end-product inibition owing to the reducing sugars accumulation.