TEORES DE PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS EM PLANTAS DE FEIJÃO SOB CONDIÇÕES DE HIPOXIA

TESSMER, Magda A.1 ;ZENZEN, Ivan.1; NASCIMENTO, Ronaldo do2; AMARANTE, Luciano3; COLARES, Denise S3

1Estudante de graduação de Agronomia – FAEM/UFPEL
2Professor adjunto – Departamento de Botânica – IB/UFPEL
3Professor adjunto – Departamento de Bioquímica – IQG/UFPEL
Campus Universitário  – Caixa Postal 354 – CEP 96010-900
 magdatessmer@yahoo.com.br

1. INTRODUÇÃO

A qualidade tecnológica dos grãos de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) reveste-se de grande importância, uma vez que o feijão é consumido por todas as classes sociais, sendo para as de menor poder aquisitivo, a principal fonte de proteínas, minerais, vitaminas e fibras [2]. 
No Rio Grande do Sul, os solos de várzea ocupam uma área de 5.400.000 hectares, correspondente a 20% do território do estado [5]. No entanto, a área ocupada anualmente com a cultura do arroz é estimada em pouco menos de um milhão de hectares [6], permanecendo o restante em pousio ou utilizado para pastagens. Tendo esta prática o objetivo de reduzir a incidência de plantas daninhas [7]. Vários trabalhos têm sido conduzidos com a finalidade de buscar alternativas para estas áreas, proporcionando maior retorno econômico. Daí a importância de estudos que avaliem mecanismos adaptativos do feijão a ambientes de hipoxia, sem que haja alteração na taxa fotossintética e consequentemente diminuição em sua produção de grãos. Os pigmentos dos cloroplastos, responsáveis pelo processo de fotossintese, localizam-se nos tilacóides, associados a membranas lipoprotéicas. Suas principais funções são a absorção da energia radiante e a transferência dessa energia a uma série de compostos oxirredutíveis, os quais permitem a formação de O2, ATP e NADPH. O pigmento que participa diretamente da transferência de elétrons é apenas a clorofila a, enquanto a clorofila b e os carotenóides, o qual tem função de fotoproteção, têm uma atuação indireta transferindo a energia à clorofila a. Parte desta energia é utilizada para as necessidades fisiológicas da planta e o restante se acumula como produtos de reserva  como a sacarose e o amido.
O objetivo deste trabalho foi avaliar os mecanismos de adaptação e produção de pigmentos fotossintéticos do feijoeiro sob ambiente de hipoxia, no intuito de buscar alternativas para as áreas de várzea subutilizadas com a cultura do arroz no estado do Rio Grande do Sul.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizado em casa de vegetação e laboratórios da UFPel-RS, entre os meses de fevereiro e março de 2004. A cultivar utilizada foi IAPAR-31, sendo cultivadas em vasos de 3L contendo o substrato vermiculita e nutridas com solução completa de Hoagland e Arnon [3] aplicando-se 250 ml desta por vaso, duas vezes por semana , irrigadas a capacidade de campo  até estágio R5 e submetendo-as a inundação. Os tratamentos foram realizados através do encaixe do vaso com as plantas em outro vaso sem furos, colocando a solução nutritiva com 1/3 da força mantendo uma lâmina sobre o substrato. O teor de oxigênio da solução foi medida com oximetro quando drenada no vaso, a cada coleta.
O delineamento experimental  foi casualizado, com três tratamentos, 2, 4, 6 dias de  inundação e quatro repetições contendo três plantas por vaso.
No momento da coleta, as plantas foram separadas em parte aérea  e raízes. Imediatamente, retirou-se amostra de tecidos foliares que foram congelandas para posterior extração e quantificação de pigmentos fotossintéticos. A extração dos pigmentos foi feita com etanol 80% e as leituras realizadas em espectrofotômetro a 470, 647 e 663 nm para a quantificação.
Os dados obtidos foram submetidos a análise de variância e nos casos significativos aplicou-se o teste de Tukey a 5% de probabilidade.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Analisando-se o teor de clorofila a, b e total e carotenóides, observou-se que as plantas de feijão submetidas a restrição na disponibilidade de oxigênio pela condição de alagamento de 2, 4 e 6 dias, não apresentaram alterações em relação aos seus respectivos controles (tabela 1). No entanto, a comparação entre os dias de alagamento mostra pequenas diferenças apenas entre 2 e 6 dias de alagamento em relação aos teores de carotenóides e entre 4 e 6 dias com relação aos teores de clorofila a e b e total (tabela 2). 
A diminuição no teor de oxigênio provoca desordens metabólicas na planta, diminuindo a eficiência na utilização de carbono e aumentando a produção de etanol e lactato [4]. No entanto, existem mecanismos adaptativos nas plantas para tolerar a deficiência de oxigênio, a exemplo do arroz que tem a capacidadade de transferir  oxigênio da atmosfera para as raízes, através das folhas e do caule e da soja, que da mesma forma, apresenta mecanismos  adaptativos a condições de solo inundado, que lhe permitem sobreviver a condições de restrição de oxigênio [1].
Ao que parece as condições de baixa disponibilidade de oxigênio a que as plantas de feijão foram submetidas, não acarretaram em alterações na produção de pigmentos fotossintéticos, pois em nenhum deles foi observado diferença significativa com a situação normal de aeração. Provavelmente as plantas conseguiram desenvolver algum mecanismos de adaptação, principalmente nos períodos mais longos de alagamento. 

Tabela 1. Efeito do alagamento sobre os teores de  clorofilas  e carotenóides  em  plantas de feijão 

Condicões de alagamento	mg g MF-1	
	Clorofila a	Clorofila b	Clorofila total	Carotenóides	
2 dias	1,9368 A	0,8940 A	2,5393 A	0,8678 A	
Controle	1,6450 A	1,0300 A	2,9673 A	0,8770 A	
					
4 dias	2,8168 A	1,5765 A	4,3763 A	0,7405 A	
Controle	3,0965 A	1,4450 A	4,5420 A	0,7930 A	
					
6 dias	1.2377 A	0,7443 A	1,9823 A	0,7100 A	
Controle	1,8623 A	1,0290 A	2,8875 A	0,6510 A	
Médias seguidas de uma mesma letra, em cada coluna e em cada tempo de alagamento, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade.

Tabela 2. Comparacão   do  efeito  do  alagamento   sobre  os  teores  de  clorofila  e  carotenóides 
                 entre os diferentes tempos de inundação

Condições de alagamento	mg g MF-1	
	Clorofila a	Clorofila b	Clorofila total	Carotenóides	
2 dias	1,6450 AB	0,8940 AB	2,5393 AB	0,8677 A	
					
4 dias	2,6450 A	1,5765 A	4,3763 A	0,7525 AB	
					
6 dias	1.2375 B	0,7442 B	1,9823 B	0,6510 B	
	cv = 36.38 %	Cv = 31.15 %	Cv = 30,40%	Cv = 10.05 %	
Médias seguidas de uma mesma letra, em cada coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade.

4. CONCLUSÃO

Diante das condições experimentais utilizadas, os teores de pigmentos fotossintéticos das plantas de feijão não foram alterados por períodos de 2 até 6 dias de baixa disponibilidade de oxigênio.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1 ] BACANAMWO, M. & PURCELL, L. Soybean dry matter and N accumulation responses to flooding stress, N sources and hypoxia. Exp. Bot.,50:689-696,1999.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  
[ 2 ] Embrapa. Ministério da agricultura e Abastecimento; Qualidade dos Grãos, Priscila P. Bassinelo.www.agencia.cnptia.embrapa.br.
[ 3 ] HOAGLAND, D.R.;ARNON, D.I. The water-culture method growing plants without soil. Berkely: University of California Agricultural  Experiment Station, 1938. 34p.
[ 4 ] MARSCHNER, H. Mineral nitrition of higher plants. New York. Academic Press, 1986.
[ 5 ] MARQUEZAN, E.;VIZZOTO, V. R.; ROCHA, M.G.; MOOGEN, E.L. & SILVA, J.H.S. Produção  animal em várzea sistematizada cultivada com forrageiras de estação fria submetidas a diferntes níveis de adubação. Ci. Rural, 32:303-308,2002.
[ 6 ] MOTTA, W.A.;VILLELA,F.A. & ZIMMER, G.J. Adaptação do método contínuo de secagem para sementes de arroz. Sci. Agric., 56:1019-1025, 1999.
[  7 ] Pires, J.L.F.; SOPRANO, E. & Ccassol, B. Adaptações morfofisiológicas da soja em solo inundado. Pesq. Agropec. Bras., 37:41-50, 2002.