GLUTAMINA COMO FONTE DE NITROGÊNIO EM PLANTASDE MILHO E SEU EFEITO SOBRE O ACÚMULO DE PROTEÍNAS SOLÚVEIS NAS RAÍZES

Nascimento, R. do2; Santos, M. Q.1*; Badinelli, P.1; Oliveira, C. S.1;Kerber, R.1; Freire, M.3 

1Estudante de graduação de Agronomia - FAEM/UFPEL
2Professor adjunto - Departamento de Botânica
3PPG Fisiologia vegetal - DB/UFPEL
Campus Universitário – Caixa Postal 354 – CEP 96010-900
*mauuricio.qs@bol.com.br

1. INTRODUÇÃO

Em plantas superiores a assimilação de nitrogênio (N) é o segundo processo metabólico mais importante, sendo superado apenas pela fixação fotossintética do CO2. As plantas absorvem o N do solo principalmente nas formas de nitrato e amônio, disponíveis a partir da mineralização da matéria orgânica ou pela aplicação de fertilizantes químicos [3].
É conhecida a importância do N quanto às suas funções no metabolismo de plantas, participando como constituinte de moléculas de proteínas , coenzimas, ácidos nucléicos, citocromo, clorofila. Além de ser um dos nutrientes mais relevantes para o aumento da produção [2].
Plantas de milho apresentam uma alta demanda por N nas fases iniciais de desenvolvimento durante a formação dos órgãos vegetativos e síntese de biomoléculas envolvidas em diversos processos celulares. No entanto, ocorre uma baixa eficiência  na utilização de N fornecido via adubo mineral inorgânico, como uréia  ou sulfato de amônio.
Em culturas comerciais, após a melhoria das qualidades químicas e microbiológicas do solo obtidas por meio da calagem e de adubação corretivas, o nitrato é a principal forma de N disponível para as plantas. Uma vez absorvido pela célula, o nitrato é reduzido a nitrito pela redutase do nitrato e posteriormente a amônio, pela redutase do nitrito. Esse amônio é imediatamente assimilado por ação conjunta de duas outras enzimas, a Glutamina sintetase e a Glutamato sintase [7].
O produto da ação dessas enzimas são a glutamina e o glutamato os quais são usados como precursores de outros aminoácidos e moléculas orgânicas nitrogenadas. Os processos de redução e assimilação do nitrato são consumidores de energia [6], assim pesquisas com a aplicação de N numa forma orgânica que seja assimilado pela planta, associado com uma fonte inorgânica de N, os chamados biofertilizantes, tem despertado o interesse dos pesquisadores, visando incrementar o conteúdo de proteínas nas diferentes partes da planta e correlacionar este aspecto com parâmetros de crescimento.
Assim o objetivo da pesquisa foi avaliar o efeito da aplicação de diferentes doses de glutamina como única fonte de nitrogênio sobre o acúmulo de proteínas solúveis nas raízes de plantas de milho em estádio vegetativo cultivadas em casa de vegetação.

2. MATERIAL E MÉTODOS

Sementes de milho BRS3060, BRS Planalto, Pampa e CPA144 fornecida pela Embrapa Clima Temperado, foram semeadas em vasos de polietileno com capacidade para 1 litro contendo 700 g de areia previamente lavada. 
Aos três dias após a emergência (DAE) realizou-se um desbaste ficando apenas uma planta por vaso, das cinco iniciais. As plantas permaneceram em casa de vegetação climatizada com temperatura controlada para 25 oC. As cultivares  de milho foram fertilizadas com glutamina nas concentrações de 0,0; 0,1 e 10,0 mM, onde foi aplicado a partir dos dez DAE. Foram procedidas cinco aplicações da fonte nitrogenada, sendo em volume final de 20 mL, com intervalos de três dias entre as aplicações. Assim, utilizou-se concentrações finais de 0,00 mM, 0,50 mM e 50,00 mM. Entre o fornecimento de nitrogênio, adicionou-se ao substrato solução completa, exceto N, de Hoagland [4]. Aos 30 DAE as plantas foram coletadas, sendo retiradas amostras de tecidos foliares e acondicionadas em soluções adequadas até o processamento das amostras. O teor de proteína foi determinado pelo método de Bradford [1], utilizando-se BSA como padrão. 
As médias dos tratamentos, repetidas seis vezes, foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. 

3.	RESULTADOS  E DISCUSSÃO
Para a cultivar BRS 3060 a presença de nitrogênio na forma de glutamina em baixas níveis (0,5mM) acarretou  incremento no teor de proteínas das raízes, o que chegou a 21,3 %. A medida que se elevou a concentração de glutamina  para 50 mM não ocorreu diferença  em relação ao controle (Figura 1). Nesta concentração pode ter ocorrido um desvio de N disponível para sínteses de outros compostos nitrogenados, ou a produção de proteínas já ter ocorrido  a níveis adequados[3]. 

Figura 1. Teor de proteínas solúveis de raiz de plantas de plantas de milho cultivadas com diferentes níveis de glutamina durante estádio vegetativo. Médias seguidas por mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Figura 2. Teor de proteínas solúveis de raiz de várias cultivares de milho submetidas a diferentes níveis de glutamina durante estádio vegetativo. Médias seguidas por mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Já na cultivar BR 5202 Pampa, a presença  de 0,5 mM de glutamina não obteve-se diferença em relação ao controle, porém, com o aumento na concentração da fonte nitrogenada, ocorreu um incremento no teor de proteínas nas raízes, que atingiu 50,3 %. Ao que parece está cultivar priorizou mais do que as outras, a produção de proteínas nas raízes, demonstrando mais eficiência no uso do N apenas sob elevada disponibilidade de N (0,50 mM). Ao contrário da cultivar BRS 3060, que  foi mais eficiente para a produção  de proteínas solúveis de raíz, sob a menor disponibilidade de N (0,5 mM). Em milho observou-se correlação positiva entre teor de NO3-, atividade da glutamina sintetase e produção de proteínas solúveis [5].
Comparando-se as várias cultivares,  observa-se que as diferenças ocorreram  sob o maior nível de glutamina (Figura 2). Vários resultados demonstraram que há uma significante variação nos processos que ocorrem durante o metabolismo do N, incluindo absorção, assimilação e reciclagem e isto é devido a diferenças genéticas [5,6]. 
Vários fatores podem agir isoladamente ou conjuntamente, dependendo da disponibilidade de C e N, ou podem ser expressos diferencialmente dependendo do estádio de desenvolvimento e cultivares. Este pode ter sido o motivo das diferenças verificada entre as cultivares na produção de proteínas solúveis nas raízes em função da disponibilidade de nitrogênio. Nas cultivares BRS Planalto e CPA 144 não ocorreu diferença nos níveis de proteínas solúveis nas raízes.  

4.	CONCLUSÃO

Há diferença entre cultivares na eficiência de absorção de N na forma de glutamina e incorporação em compostos orgânicos como proteínas. 

5.	REFERÊNCIAS  BIBLIOGRÁFICAS

[1] BRADFORD,M.M. A rapid  and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, San diego, v.72, p.248-254, 1976. 
[2 ]CASA GRANDE, J. R. R.; FILHO, D. F.; Adubação nitrogenada do milho safrinha, Pesquisa agropecuária brasileira, v.37, n.1, Brasília , 2004, p33-40.
[3]DARREN, L. D.; DONALD, H.; Maize repouse to time of nitrogen deficiency, Agronomy Journal, v. 92, p1228-1236, 2000.
[4] HOAGLAND, D. R.; ARNON, D. I. The water culture method for growing plants without soil. California Agricultural Experimental Station, 1938, circ. 347, p. 1-39.
[5]MASCLAUX, C.; VALADIER, M.; BRUGIERE, N.; MOROT-GAUDRY,J. F. Characterization of the sink/source transitionin tabacco (Nicotiana tabacum L.) shoots in relation to nitrogen management. Planta, 2000a, v.211, p 510-518.
[6]REDINBAUGH, M. G.; CABPBELL, W. H.; Higher plant response to environmental nitrate.Phisiologia Plantarum, v. 82, p. 640-650, 1993.
[7]TAIZ,L.; ZEIGER E. Fisiologia Vegetal, trad. Santarém, E.R [et. al] 3ed. Artmed. Porto Alegre, 2004; p. 719.