TEOR DE AMINOÁCIDOS COMO RESPOSTAS ADAPTATIVAS DE MILHETO (Pennisetum glaucum) AO ESTRESSE HÍDRICO E SALINO

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1 TEOR DE AMINOÁCIDOS COMO RESPOSTAS ADAPTATIVAS DE MILHETO (Pennisetum glucum) AO ESTRESSE HÍDRICO E SALINO Amino cid content s dpttive responses of millet (pennisetum glucum) t wter nd sline stress Teor de minoácidos como respuests dpttivs de miles (pennisetum glucum) l estrés hídrico y slino Artigo Originl Originl Article Artículo Originl Antôni Gorete d Silv Gldino 1, Toshik Irley d Silv 2 *, Johny de Souz Silv 1, Cícero Lucs d Silv 3 1 Progrm de Pós-Grdução em Fitotecni, Universidde Federl do Cerá, Fortlez-CE, Brsil. 2 Progrm de Pós-Grdução em Fitotecni, Universidde Federl de Viços, Viços-MG, Brsil. 3 Centro de Ciêncis Agráris e d Biodiversidde, Universidde Federl do Criri, Crto-CE, Brsil. *Correspondênci: Deprtmento de Fitotecni, Progrm de Pós-Grdução em Fitotecni, Cmpus Universitário, Viços, Mins Geris. CEP: E-mil: irley.toshik@gmil.com Artigo recebido em 11/10/2017 provdo em 20/03/2018 publicdo em 31/03/2018. RESUMO A fmíli Pocee é constituíd de plnts populrmente conhecids por grmínes e possui elevdo número de espécies dptds diferentes hbitts. Com vist nisso, o presente trblho objetivou nlisr influênci dos estresses hídricos e slinos no teor de minoácidos totis em plnts de Pennisetum glucum. Pr o estresse slino, s plnts form submetids o trtmento com 60 mm de NCl, enqunto que pr o estresse hídrico usou-se 8% de polietilenoglicol ns soluções nutritivs. O delinemento experimentl utilizdo foi o inteirmente csulizdo com três trtmentos (estresse hídrico, slino e controle) e sete repetições. O teor de minoácidos como um respost à deficiênci hídric e à slinidde teve um mior registro ns folhs novs, onde pens slinidde influenciou no teor de minoácidos. De modo gerl, o teor de minoácidos em folhs novs, intermediáris e rízes não form influencids pelos estresses estuddos. Com isso, destc-se que espécie mostrou-se bem dptd às condições de estresse hídrico e slino umentndo o teor de minoácidos nos seus tecidos. Plvrs-chve: solutos orgânicos, estresse slino, grmínes. 93 ABSTRACT The Pocee fmily is consists of plnts populrly known s grsses nd hs high number of species dpted to different hbitts. In view of this, the present work imed to nlyze the influence of sline nd wter stresses in totl mino cids content of Pennisetum glucum plnts. For sline stress, the plnts were subjected t tretment with 60 mm of NCl, while tht for wter stress ws used 8% of polyethylene glycol in the nutritive solutions. The experimentl design ws completely rndomized design with three tretments (wter stress, sline nd control) nd seven replictions. The content of mino cids s response to hydric deficiency nd t slinity hd higher registrtion in the new leves, where only the slinity influenced the content of mino cids. In generl, the mino cid content in new leves, intermedites nd roots were not influenced by the stresses studied. Thus, the species showed to be well dpted t wter nd sline stress conditions, incresing the mino cid content in their tissues. Keywords: orgnic solutes, sline stress, grsses. DOI: Revist Desfios v. 05, n. 01, 2018

2 RESUMEN L fmili Pocee está constituid de plnts populrmente conocids por grmínes y posee un elevdo número de especies dptds diferentes hábitts. Con vists ello, el presente trbjo tuvo como objetivo nlizr l influenci de los estrés hídricos y slinos en el contenido de minoácidos totles en plnts de Pennisetum glucum. Pr el estrés slino, ls plnts fueron sometids l trtmiento con 60 mm de NCl, mientrs que pr el estrés hídrico se usó un 8% de polietilenglicol en ls soluciones nutritivs. El delinemiento experimentl utilizdo fue el completmente csulizdo con tres trtmientos (estrés hídrico, slino y control) y siete repeticiones. El contenido de minoácidos como un respuest l deficienci hídric y l slinidd tuvo un myor registro en ls hojs nuevs, donde sólo l slinidd influenció en el contenido de minoácidos. En generl, el contenido de minoácidos en hojs nuevs, intermedis y ríces no fue influencido por ls tensiones estudids. Con ello, se destc que l especie se mostró bien dptd ls condiciones de estrés hídrico y slino umentndo el contenido de minoácidos en sus tejidos. Descriptores: solutos orgánicos, estrés slino, grmínes. INTRODUÇÃO A slinidde é um condição do solo que ocorre principlmente ns regiões árids e semiárids do mundo. A restrit precipitção pluviométric nesss regiões, ssocid à bix tividde bioclimátic, menor gru de intemperizção ds rochs, drengem deficiente, ltos índices de fertilizntes plicdos e utilizção de águ de má qulidde (que, em muitos csos, são rics em sis), conduzem à formção de solos com lt concentrção de sis o que cus preocupção pr gricultur tul. No Brsil, um mior importânci em relção esse ssunto é dd o Sertão nordestino, onde evpotrnspirção super precipitção e, por consequênci, impossibilit percolção d águ trvés do perfil e, consequentemente, lixivição dos sis do solo (SCHOSSLER et l., 2012; PEDROTTI et l., 2015). Os efeitos d cumulção excessiv dos sis como o NCl sobre s plnts podem ser do tipo osmótico, nesse cso o potencil hídrico do mbiente rdiculr diminui e restringe bsorção de águ. Já os efeitos iônicos, ocorrem qundo estes íons tóxicos se cumulm e germ distúrbios nutricionis e metbólicos. Gerlmente o efeito iônico ocorre, qundo o estresse é de long durção (DIAS et l., 2003; MUNNS; TESTER, 2008). Algums espécies possuem mecnismos de tolerânci pr sobreviver em mbientes slinos, dentre esss espécies destcm-se s grmínes. Podemos firmr ind, que bo prte d solução dos problems n slinidde n produção grícol, depende d compreensão dos spectos bioquímicos e fisiológicos ds plnts cultivds sob esss condições (SCHOSSLER et l., 2012). O estudo do estrese hídrico em plnts e ds sus resposts envolvem processos fisiológicos e bioquímicos, que são de fundmentl importânci pr o desenvolvimento do vegetl. Entre esses, vrições promovids nos teores de minoácidos. Devido su grnde importânci, como osmorreguldores, os minoácidos, gnhm cd vez mis destque no cenário cdêmico. Segundo Pixão et l. (2014), o juste osmótico por meio do cúmulo dess clsse de solutos ns plnts é um ds lterntivs pr ssegurr turgênci e conteúdo de águ ns céluls. Sendo ssim, o presente trblho, objetivou nlisr influênci dos estresses hídricos e slinos no teor de minoácidos totis em plnts de Pennisetum glucum n região do Criri cerense. MATERIAIS E MÉTODOS A condução do experimento foi relizd no Lbortório de Biologi e em cs de vegetção, mbos no centro de Ciêncis Agráris e d Biodiversidde d Universidde Federl do Criri (UFCA), loclizdo no município do Crto-Cerá. As nálises de 94 DOI: Revist Desfios v. 05, n. 01, 2018

3 espectrofotometri form relizds no Lbortório de Químic d UFCA no município de Juzeiro do Norte- Cerá, no período de mrço junho de Form utilizds sementes de P. glucum esterilizds com solução de hipoclorito de sódio diluído em águ destild n proporção de 1:3. As mesms form semeds em copos de polietileno (100 ml), contendo vermiculit umedecid com um solução de cloreto de cálcio (CCl 2) 0,5 mm pr incentivr germinção. Pr cd copo form colocds 10 sementes. Em seguid, os copos form levdos pr cs de vegetção onde permnecerm sob luminosidde nturl d região, um tempertur médi foi de 27,6 ºC e umidde reltiv médi de 56,6%, mbos os vlores form obtidos por meio de um termohidrômetro portátil. Dirimente form diciondos 30 ml de águ destild pr repor umidde perdid pel evpotrnspirção, porém, no quinto di foi novmente diciondo solução de CCl 2 substituindo o uso d águ destild. Após dez dis d semedur, s plântuls form selecionds de form homogêne e trnsferids pr vsos de 2,3 L contendo solução nutritiv de Hoglnd. Em cd vso form colocds dus plântuls, onde permnecerm por sete dis. Com s plnts já em vso foi feit erção constnte ds rízes onde foi mntid por um sistem de bombs de r e pedrs poross. O ph foi monitordo e mntido n fix entre 5,5 6,5. Pr fins de correção do ph foi utilizdo NOH ou HCl 1,0 mm. As plnts form trnsferids e condicionds em vsos com cpcidde pr 1 L de solução, onde form colocds um plnt em cd. Os trtmentos utilizdos form Hoglnd controle, Hoglnd slino e Hoglnd hídrico, sendo que o trtmento slino recebeu 60 mm de NCl e o trtmento hídrico recebeu 8% de polietilenoglicol (HO(C 2H 4O)nH). A concentrção dos trtmentos foi elbord prtir de estudos preliminres. Os estresses slino e hídrico form plicdos frciondmente pr evitr choque osmótico ns plnts, nos períodos d mnhã e finl d trde, o estresse durou sete dis. Análises de minoácidos A quntificção do teor de minoácidos totis n prte ére e rízes de P. glucum foi determind prtir de extrtos etnólicos. As mostrs (100 µl) d PA form misturds com solução de 400 µl de etnol (C 2H 6O) 80%, 1,5 ml de ninidrin (C 9H 6O 4) 3% e em seguid quecids em bnho-mri 95 C durnte sete minutos. Após esfrimento em um recipiente contendo águ geld (bnho de gelo), s leiturs de bsorbânci form determinds em espectrofotômetro (Shimdzu, UV- 1800) 570 nm. A curv de clibrção foi elbord com um solução pdrão de prolin em diferentes concentrções, expresso em mg g -1 de MF. O delinemento utilizdo foi o inteirmente csulisdo com três trtmentos e sete repetições, totlizndo 21 prcels experimentis. Os ddos form submetidos o teste de Tukey 5% de probbilidde e, qundo necessário, foi relizd trnsformção riz de X+1, utilizndo-se o progrm esttístico SISVAR 5.6 (FERREIRA, 2011). RESULTADOS E DISCUSSÃO Plnts submetids o estresse hídrico pssm por um redução n disponibilidde de águ pr os processos ssocidos o trnsporte, o que pode cusr mudnçs n concentrção de muitos metbólitos, seguids por distúrbios nos hidrtos de crbono e no metbolismo de minoácidos (SANTOS et l., 2010). O cúmulo dos minoácidos e çúcres livres pode ser origindo d restrição à síntese de proteíns e d 95 DOI: Revist Desfios v. 05, n. 01, 2018

4 Aminoácidos (mg/g) hidrólise ds reservs de mido, podendo ser tmbém oriundos de distúrbios ocsiondos pel deficiênci de águ nos tecidos do floem, diminuindo su trnslocção pr outros órgãos d plnt (CARVALHO, 2005). Com isso, verific-se necessidde de vlir relção entre o estresse ocsiondo por ftores bióticos e produção de minoácidos relciondos os mesmos. N Tbel 1, observ-se nálise de vriânci (ANOVA) dos teores de minoácidos ds vriáveis: mss fresc ds folhs novs, mss fresc ds folhs intermediáris e mss fresc ds rízes de P. glucum submetido o estresse hídrico e slino. Tbel 1. Análise de Vriânci (ANOVA) dos teores de minoácidos ds vriáveis Mss Fresc ds Folhs Novs (MFFN), Mss Fresc ds Folhs Intermediáris (MFFI) e Mss Fresc ds Rízes (MFR) de P. glucum submetido o estresse hídrico e slino. Ftor de vrição GL QM MFFN MFFI 1 MFR 1 Trtmento 2 0, ** 0,00176 NS 0, NS Resíduo 18 0, , , CV (%) 4,94 3,2 12,99 DMS 0, , , : Ddos trnsformdos riz de X+1. **: Significtivo pelo teste F 1% de probbilidde. NS: Não significtivo. GL: Gru de Liberdde. QM: Qudrdo Médio. CV (%): Coeficiente de Vrição. DMS: Diferenç Mínim Significtiv. Verificou-se efeito significtivo do trtmento slino sobre vriável mss fresc de folhs novs. Apesr dos efeitos tóxicos d slinidde sobre s folhs de P. glucum, os indicdores de efeito d slinidde, teores de minoácidos não diminuírm n presenç do sl. Ao contrário, no trtmento slino com 60 mm de NCl, houve umento significtivo dess vriável em relção o controle. Além dos efeitos o estresse do potencil hídrico bixo, efeitos de toxicidde iônic específicos tmbém ocorrem, qundo concentrções prejudiciis de íons cumulm-se ns céluls (TAIZ e ZEIGER, 2009). N Figur 1 é possível observr o teor de minoácidos n mss fresc ds folhs novs de P. glucum submetido o estresse hídrico e slino. Figur 1. Teor de minoácidos n mss fresc ds folhs novs de P. glucum submetido os estresses hídrico e slino. 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 b Médis seguids de mesm letr não diferem esttisticmente pelo teste de Tukey 5% de probbilidde. Como observ-se n Figur 1, pens o estresse slino diferiu esttisticmente do trtmento controle pr vriável teor de minoácidos n mss fresc ds folhs novs de P. glucum. Apesr de não hver efeito significtivo do estresse hídrico sobre os teores de minoácidos em folhs novs, o mesmo b Controle Hídrico Slino Tipo de estresse 96 DOI: Revist Desfios v. 05, n. 01, 2018

5 Aminoácidos (mg/g) Aminoácidos (mg/g) presentou um incremento de 24,4 %, qundo comprdo com o controle. Silv et l. (2010), o vlirem respost fisiológic de clone de cfé Conilon sensível à deficiênci hídric, enxertdo em port-enxerto tolernte, observm que concentrção de minoácidos umentou significtivmente em tods s plnts submetids o déficit hídrico. Pois, ns plnts sob deficiênci hídric ocorrem umento dos teores de minoácidos, em especil prolin, que pode estr relciondo o umento d tividde ds enzims proteolítics promovendo um disponibilidde mior de minoácido livre, no sentido de proteger os tecidos vegetis contr esse estresse. Nesse ínterim, pode-se slientr que o cúmulo dess clsse de solutos pode ser considerdo como um possível indicdor de estresse slino. O teor de minoácidos n mss fresc ds folhs intermediáris de P. glucum submetido o estresse hídrico e slino é mostrdo n Figur 2, onde não foi observdo efeito significtivo entre os trtmentos. Figur 2. Teor de minoácidos n mss fresc ds folhs intermediáris de P. glucum submetido os estresses hídrico e slino. 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Controle Hídrico Slino Tipo de estresse Médis seguids de mesm letr não diferem esttisticmente pelo teste de Tukey 5% de probbilidde. Em estudo relizdo em pinhão-mnso por Silv et l. (2009), esses utores observrm que os conteúdos de minoácidos livres totis em plnts com estresse, em comprção às de plnts controle, permnecerm prticmente inlterdos té concentrção de 50 mm de NCl. No entnto, nos níveis de 75 e 100 mm, houverm umento significtivo de 28 e 52%, respectivmente. Resultdos diferentes form observdos por Abreu (2004), o consttr umentos dos teores de minoácidos em folhs de plântuls de cjueiro (Ancrdium occidentle L.) não precoce submetids à slinidde. Em relção os teores de minoácidos ns rízes, pode-se observr (Figur 3) que não houve diferençs significtivs pr nenhum dos tipos de estresse plicdo em relção o trtmento controle. Figur 3. Teor de minoácidos n mss fresc ds rízes de P. glucum submetido os estresses hídrico e slino. 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Médis seguids de mesm letr não diferem esttisticmente pelo teste de Tukey 5% de probbilidde. Mesmo não presentndo diferençs significtivs, consttou-se que os estresses hídrico e slino presentrm médis 16,92 e 40,42% miores em comprção com o trtmento controle. Provvelmente, o umento no teor de minoácidos pode resultr do processo de degrdção ds proteíns, ocsiondo pel exposição o cúmulo de NCl, que pode direcionr síntese desses compostos. Bioquimicmente, s plnts lterm o metbolismo de diverss mneirs, pr justrem-se os estresses mbientis, incluindo produção de compostos osmorreguldores, tis como prolin (minoácido) e glicin betín (min quternári) (TAIZ e ZEIGER, 2009). Controle Hídrico Slino Tipo de estresse 97 DOI: Revist Desfios v. 05, n. 01, 2018

6 CONCLUSÃO O teor de minoácidos como um respost deficiênci hídric e à slinidde teve um mior registro ns folhs novs, sendo que o trtmento com estresse slino superou-se em comprção com o hídrico. Porém, ns folhs intermediáris como ns rízes não se observou diferençs entre os estresses estuddos e o controle, no entnto, com relção à dptção os estresses hídrico e slino espécie P. glucum presentou um menor cúmulo de sis, umentndo o teor de minoácidos ns folhs novs. Est espécie mostrou um bo resistênci em relção os estresses estuddos. Com isso, infere em dizer que mesm pode ser produzid em níveis stisftórios em regimes de estresses slino e hídrico moderdos. Novos estudos poderão ser relizdos, no tocnte à máxim tolerânci dess espécie os estresses estuddos. Todos os utores declrrm não hver qulquer potencil conflito de interesses referente este rtigo. REFERÊNCIAS ABREU, C. E. B. Crescimento, osmorregulção e mobilizção de reservs em plântuls de cjueiro não-precoce submetids à slinidde f. Monogrfi (Grdução em Biologi) Universidde Federl do Cerá, Fortlez, CARVALHO, C. J. R. Resposts de plnts de Schizolobium mzonicum [S. prhyb vr. mzonicum] e Schizolobium prhyb [Schizolobium prhybum] à deficiênci hídric. Revist Árvore, v. 29, n. 6, p , DIAS, N. S.; BLANCO, F. F. Mnejo d slinidde n gricultur: Estudos básicos e plicdos. Fortlez: Instituto Ncionl de Ciênci e Tecnologi em Slinidde. p , FERREIRA, D. F. Sisvr: A computer sttisticl nlysis system. Ciênci e Agrotecnologi, v. 35, n. 7, p , MUNNS, R.; TESTER, M. Mechnisms of slinity tolernce. Annul Review of Plnt Biology, v.59, p , PAIXÃO, C. L.; JESUS, D. S.; NETO, A. D. A.; Crcterizção fisiológics e bioquímics de genótipos de girssol com tolerâncis diferencid o estresse hídrico. Enciclopédi Biosfer, Centro Científico Conhecer, Goiân, v. 10, n. 19, p. 2011, PEDROTTI, A.; CHAGAS, R. M.; RAMOS, V. C.; PRATA, A. P. N.; LUCAS, A. A. T.; SANTOS, P. B. Cuss e consequêncis do processo de slinizção dos solos Revist Eletrônic em Gestão, Educção e Tecnologi Ambientl, v. 19, n. 2, p , SANTOS, C. F.; LIMA, G. P. P.; MORGADO, L. B. Tolerânci e crcterizção bioquímic em feijãocupi submetido estresse hídrico n pré-florção. Nturli, v. 33, p , SCHOSSLER, T. R.; MACHADO, D. M.; ZUFFO, A. M.; ANDRADE, F. R.; PIAUILINO, F. C.. Slinidde: efeitos n fisiologi e n nutrição minerl de plnts. Enciclopédi Biosfer, v.8, n.15; p , SILVA, E. N.; SILVEIRA, J. A.; RODRIGUES, C. R. F.; LIMA, C. S.; VIÉGAS, R. A. Contribuição de solutos orgânicos e inorgânicos no justmento osmótico de pinhão-mnso submetido à slinidde. Pesquis Agropecuári Brsileir, v.44, n.5, p , mio SILVA, V. A.; ANTUNES, W. C.; GUIMARÃES, B. L. S.; PAIVA, R. M. C.; SILVA, V. F.; FERRÃO, M. A. G.; MATTA, F. M.; LOUREIRO, M. E. Respost fisiológic de clone de cfé Conilon sensível deficiênci hídric enxertdo em port-enxerto tolernte. Pesquis Agropecuári Brsileir, v.45, n.5, p , TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologi vegetl. 4 ed. Porto Alegre: Artmed, p.. 98 DOI: Revist Desfios v. 05, n. 01, 2018