Efeitos do alumínio sobre o metabolismo foliar e morfologia radicular em genótipos de milho contrastantes para a tolerância à seca

Abstract

Plantas cultivadas frequentemente são acometidas pela toxidez desencadeada pelo alumínio (Al) no solo. Esse estudo foi conduzido de modo a examinar os efeitos do Al sobre a fisiologia de genótipos de milho com susceptibilidade (BRS1010) e tolerância (BRS1055) a seca, uma vez que as respostas a esses estresses são correlacionadas. Com esse intuito, plantas de milho (Zea mays L.) após 5 dias de germinação foram expostas a 0 ou 100 µM de Al por até 120 horas (h). O alongamento radicular (AR) foi reduzido em BRS1010 após 72 h de exposição ao Al, enquanto BRS1055 apresentou redução somente em 120 h de exposição ao Al. Inversamente, o alongamento caulinar (AC) e foliar (AF) foram incrementados em BRS1055 após 72 h da imposição ao estresse. Enquanto que em BRS1010 o AF se manteve constante, ocorrendo a redução no AC após 72 h de estresse por Al. Raízes de BRS1010 apresentaram danos morfológicos mais intensos que BRS1055, explicados pelos maiores níveis de Al na região da coifa e pelo maior engrossamento dos ápices radiculares. Folhas de BRS1010 exibiram acúmulo de glicose, sacarose, amido, aminoácidos e proteínas, indicando que o crescimento foi comprometido por limitações relacionadas a utilização desses metabólitos. A taxa de respiração no escuro (R E ) foi superior em folhas de BRS1055 em condições de estresse, assim, foram encontrados menores níveis de fumarato nesse genótipo. Enquanto, os níveis de malato foram superiores em folhas de BRS1010 diante da toxidez por Al. Dessa forma, o acúmulo de malato, possivelmente estaria condicionando BRS1010 a menores taxas de R E em condições de estresse por Al. Parâmetros fisiológicos e de crescimento exibiram baixas correlações em BRS1055, enquanto em BRS1010 esses parâmetros foram altamente correlacionados. Os resultados sugerem que os mecanismos de tolerância ao Al em BRS1055 estão relacionados a manutenção do crescimento por meio de ajustes metabólicos alternativos em folhas.Crop plant frequently are subject to the toxicity triggered by aluminum (Al) in the soil. This study was lead so as to examine the Al effects on the physiology of maize genotypes with susceptibility (BRS1010) and tolerance (BRS1055) to drought, since responses to this stress are highly correlated. With this objective, maize plants (Zea mays L.), 5 days after the germination were exposed to 0 and 100 µM of Al during 120 hours (h). Root elongation (RE) was reduced in BRS1010 since 72 h stress, while the BRS1055 RE was reduced after 120 h of Al exposition. Inversely, stalk (SE) and leaf (LE) elongation were increase in BRS1055 after 72 h of Al stress. While that in BRS1010 the LE was constant and occurred the reduction on the SE with 72 h of Al stress. BRS1010 roots showed morphological damage more intense that BRS1055, what was correlate with higher Al levels on the root tips and larger coarsening of this region. BRS1010 leaves exhibited glucose, sucrose, starch, amino acids and protein accumulation, indicating that growth limitations triggered by Al reduced utilization of these metabolites. The rate of dark respiration (R d ) was greater in BRS1055 leaves during Al stress, so was find lower fumarate levels in these genotype. While the malate levels was higher in BRS1010 leaves in stress conditions. On this way, malate accumulation would possibly subjecting the lower rate R d in stress conditions by Al. Physiological and growth parameters display minor correlations in BRS1055, while in BRS1010 these parameters was highly correlated. The results suggests that the tolerance mechanisms to Al in BRS1055 are related with growth maintenance by alternative metabolic adjustments in leaves.