INFLUÊNCIA DA RESTRIÇÃO HÍDRICA NOS NÍVEIS DE OSMORREGULADORES EM MELOEIRO

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1 INFLUÊNCIA DA RESTRIÇÃO HÍDRICA NOS NÍVEIS DE OSMORREGULADORES EM MELOEIRO Ryhára Dias tista 1 ; Aurenívia Bonifácio 2 ; Gil Rodrigues dos Santos 3 ; Artenisa Cerqueira Rodrigues 4 1 Aluna do Curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia; Campus de Gurupi; ryharabatista@uft.edu.br; PIBIC/UFT 2 Orientadora do Curso de Química Ambiental; Campus de Gurupi; aurenivia@uft.edu.br 3 Co-orientador do Curso de Agronomia; Campus de Gurupi; gilrsan@uft.edu.br 4 Co-orientador do Curso de Agronomia; Universidade Federal do Piauí (UFPI); artenisacerqueira@ufpi.edu.br RESUMO As plantas estão sempre sujeitas a fatores abióticos tais como, seca, salinidade e temperaturas extremas, no qual o mesmo influencia significativamente na produção agrícola, sendo a água o fator abiótico mais importante. O déficit hídrico leva a alterações fisiológicas nas plantas, senescência foliar e restrição ao surgimento de novas folhas. Assim, o metabolismo dos carboidratos, proteínas e outros compostos orgânicos podem ser afetados pela restrição hídrica. Logo, o objetivo deste trabalho foi verificar a influência da restrição hídrica nos níveis de osmorreguladores em folhas de plantas de melão dos cultivares e. Não houve diferença significativa no crescimento dos cultivares, entretanto a cultivar possui notadamente porte maior que a cultivar. O estudo demonstrou que o estresse hídrico influencia significativamente na concentração dos osmorreguladores nos dois cultivares estudados. No cultivar, a exceção dos aminoácidos solúveis totais, todos os osmorreguladores foram aumentados com o estresse hídrico. Já na cultivar todos os osmorreguladores foram aumentados. Conclui-se que o estresse hídrico foi minimizado com o aumento dos osmorreguladores que garantiu a manutenção do crescimento nas plantas avaliadas. Palavras-chave: Seca; Antioxidantes; Compostos fenólicos; Carboidratos; Proteínas; Cucumis melo L. INTRODUÇÃO O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma olerícola muito apreciada e de grande expressão econômica que é produzida no Tocantins no período de entressafra no Nordeste (AGRIANUAL, 29). Para obter elevada produtividade e frutos de boa qualidade, é necessário atentar aos tratos culturais necessários no cultivo do meloeiro (PEREIRA et al., 21). Dentre estes, destaca-se a irrigação, que quando realizada adequadamente pode favorecer fortemente o desenvolvimento e a produtividade do meloeiro (CARVALHO et al., 21). O cultivo do melão está sujeito a problemas de origem fisiológica provocadas por condições desfavoráveis ao desenvolvimento das plantas (NUNES et al., 26). Os estresses abióticos, tais como seca, salinidade e temperaturas extremas, são exemplos de diferentes fatores ambientais responsáveis por perdas significativas da produção agrícola, em diversas partes de mundo (CHAVES et al., 29). Página 1

2 Nos ambientes áridos e semiáridos, a água é o fator abiótico mais importante e sua escassez causa a seca que prejudica o desenvolvimento e a produção das espécies vegetais (FAROOQ et al., 29). O déficit hídrico leva a alterações fisiológicas nas plantas, como o desenvolvimento lento dos seus órgãos e o fechamento estomático devido à redução do potencial hídrico foliar (MORENO-FONCECA, 29). Além disso, o metabolismo bioquímico pode ser afetado em condições de déficit hídrico resultando em alterações nos níveis de carboidratos, proteínas e outros compostos orgânicos (FAROOQ et al., 29). O aumento na concentração de compostos orgânicos solúveis no citoplasma de células vegetais e incremento dos níveis de compostos fenólicos, tem sido considerado como um dos mecanismos utilizados para minimizar os efeitos negativos do estresse hídrico (CHAVES et al., 29; GAUPELS et al., 211). Diante do exposto, este trabalho objetivou verificar a influência da restrição hídrica nos níveis de osmorreguladores em folhas de plantas de melão. MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi desenvolvido nas dependências do Laboratório de Fitopatologia (UFT/Campus de Gurupi). Foram utilizadas sementes de dois cultivares de melão amarelo: e. Colocou-se quatro sementes em cada vaso de 2, L, que eram perfurados para garantir uma boa drenagem. Cada vaso continha substrato Nutrimax, que foi colocado nos vasos e molhado em abundância 24 horas antes de receber as sementes. Após o aparecimento da quarta folha definitiva, as plantas foram submetidas aos tratamentos, sem e com restrição hídrica, e este perdurou até as plantas do tratamento com restrição hídrica apresentarem 25% de ressecamento foliar (aos 45 dias de experimento). A altura das plantas (cm) foi avaliada com o auxílio de uma fita métrica. Amostras foliares foram utilizadas para a análise dos aminoácidos solúveis totais (YEMM & COCKING, 1955), carboidratos solúveis totais (DUBOIS et al., 1956), sacarose (van HANDEL, 1968) e prolina livre (BATES et al., 1973). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso em esquema fatorial 2 x 2 e quatro repetições. Os dados foram submetidos à ANOVA, precedido pelo teste F (p,5), e as médias testadas pelo teste de Tukey (p,5). RESULTADOS E DISCUSSÃO Analisando a taxa de crescimento do melão, a planta sem restrição hídrica teve seu crescimento maior (4,72 mm dia -1 ) quando comparado com a mesma que sofreu restrição hídrica (4,35 mm dia -1 ). Por outro lado analisando a taxa de crescimento do melão, observou-se que quando submetida à restrição hídrica seu crescimento foi um pouco maior (2,71 mm dia -1 ) se comparado com a mesma sem restrição hídrica (2,81 mm dia -1 ). Analisando os dados, é possível constatar que não houve diferença significativa no crescimento dos cultivares, entretanto a cultivar possui notadamente porte Página 2

3 maior que a cultivar (Figura 1). O estresse hídrico causa uma defasagem entre os processos de transpiração, absorção, e disponibilidade de água no solo e consequentemente ocorre um desvio significativo das condições ótimas, e induz mudanças e respostas em todos os níveis funcionais do organismo (CHAVES et al., 29). Assim, o estresse hídrico é um fator externo que exerce grande influência, de forma desvantajosa, para a planta, principalmente ao seu crescimento, pois provoca uma menor abertura estomática nas folhas, reduzindo a assimilação de carbono (FAROOQ et al., 29). Taxa de crescimento absoluto (mm dia -1 ) 1, A Sem restrição hídrica Com restrição hídrica 7,5 5, 2,5, Figura 1. (A) Taxa de crescimento absoluto (mm dia -1 ) de plantas de melão das cultivares e sem (controle) e com restrição hídrica; (B) Plantas do cultivar sem (esquerda) e com (direita) restrição hídrica; (C) Plantas do cultivar sem (esquerda) e com (direita) restrição hídrica. As setas vermelhas apontam para os sintomas de déficit hídrico identificado nas plantas de melão. Letras maiúsculas iguais entre as cultivares e minúsculas iguais entre tratamentos indicam que não houve diferença estatística significativa (p,5). A concentração de aminoácidos solúveis totais foi mais elevada no cultivar e incrementou quando este cultivar foi submetido ao estresse hídrico, enquanto que o não apresentou alterações na concentração de aminoácidos solúveis totais quando submetido ao estresse hídrico (Figura 2A). O acúmulo de solutos orgânicos está relacionado com o estresse hídrico como uma maneira de contrabalancear o potencial hídrico e garantir a absorção de agua pelas raízes (MORENO-FONCECA, 29). De acordo com Dias (214), os solutos orgânicos possuem função de osmoprotetores, ou seja, contribui para o ajustamento osmótico celular. Outro fato que podemos notável é que o cultivar que tem maior acúmulo de aminoácidos é o que tem menor taxa de crescimento, como pode ser visto na Figura 1. Praxedes et al. (29) observou que plantas de feijão-caupi submetidas ao estresse hídrico e que apresentaram menor crescimento também exibiam acúmulo de aminoácidos. Aminoácidos solúveis totais (µmol gmf -1 ) A Carboidratos solúveis totais (µmol gmf -1 ) B Bb Sacarose (µmol gmf -1 ) C Prolina livre (µmol gmf -1 ) 1, 7,5 5, 2,5, D Sem restrição hídrica Com restrição hídrica Figura 2. Níveis de solutos em plantas de melão das cultivares e sem (controle) e com restrição hídrica: aminoácidos solúveis totais (A), carboidratos solúveis totais (B), sacarose (C) e prolina livre (D). Letras maiúsculas iguais entre as cultivares e minúsculas iguais entre tratamentos indicam que não houve diferença estatística significativa (p,5). B C Página 3

4 A concentração de carboidratos solúveis totais em ambos cultivares, e, foram elevados significativamente quando as plantas foram submetidas ao estresse hídrico (Figura 2B). Segundo Oliveira Neto (28), o aumento dos carboidratos em plantas sob estresse hídrico está relacionado ao processo de ajustamento fisiológico destas plantas e este processo reduz o potencial osmótico foliar e radicular visando manter a planta hidratada e, consequentemente, retardar a desidratação dos tecidos. Os níveis de sacarose também foram elevados em plantas dos cultivares e submetidas ao estresse hídrico (Figura 2C). A sacarose corresponde a uma das frações dos carboidratos solúveis totais e em concentrações altas atuam estabilizando algumas estruturas macromoleculares presentes na célula vegetal (CHAVES et al., 29). Este processo ajuda a restabelecer a integridade da membrana plasmática, prevenindo a desidratação e sendo fonte de energia para as células ativas sob condições de estresse hídrico (GAUPELS et al., 211). Analisando a quantidade de prolina nos dois cultivares, e, foi maior quando submetida ao estresse hídrico (Figura 2D). Vale ressaltar que a prolina é um tipo de aminoácidos, desta forma, como foi falado antes, há um acúmulo maior de aminoácidos quando submetidos ao estresse hídrico. O acúmulo de prolina já foi observado em tecidos foliares de diversas espécies quando submetidos às condições de estresse hídrico (CHAVES et al., 29). Segundo Dias (214), a principal função da prolina nas plantas é como agente osmorregulador, auxiliando na tolerância aos efeitos oxidativos dos estresses abióticos, tanto hídricos, como de salinidade, seca, temperaturas extremas, radiação ultravioleta e metais pesados, estabilizando a estrutura das macromoléculas e organelas. Além do mais o acúmulo de prolina nas plantas age como mecanismo regulador de perda de água, mediante acúmulo do potencial hídrico. LITERATURA CITADA AGRIANUAL. Melão: Produção Brasileira. São Paulo: FNP consultoria, 29. p.384. BATES, L. et al. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, v. 39, p 25-27, CHAVES, M. M. et al. Photosynthesis under drought and salt stress: regulation mechanisms from whole plant to cell. Annals of Botany, v. 13, p , 29. DIAS, V. G. Crescimento, fisiologia e produção do meloeiro pele de sapo cultivado sob diferentes lâminas de irrigação p. Dissertações de Pós Graduação- UEPB/EMPRAPA, Brasil, 214. DUBOIS, M. et al. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemical, v. 28, p , FAO. FAOSTAT - Agricultural statistics database. Rome: World Agricultural Information Center, 211. Disponível em: < Acesso em: 1 fev Página 4

5 FAROOQ, M. et al. Plant Drought Stress: Effects, Mechanisms and Management. In: LICHTFOUSE, E. et al. (Eds). Sustainable Agriculture, 29. p FERREIRA, L. R.; ALBUQUERQUE, I. M. Alterações nos níveis de prolina nas folhas e partes florais de caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp) induzidas por variações de temperatura. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, v. 2, n. 2, p , 199. GAUPELS, F. et al. Upstream and downstream signals of nitric oxide in pathogen defence. Current Opinion in Plant Biology, v. 14, p , 211. OLIVEIRA-NETO, C. F. Crescimento, produção e comportamento fisiológico e bioquímico em plantas de sorgo (Sorghum bicolor [L.] moench) submetidas à deficiência hídrica. Dissertação (Mestrado), Universidade de Ciências Agrárias, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém/PA, 28. PRAXEDES, S. C. et al. Acúmulo de prolina e aminoácidos em cultivares de feijão caupi com tolerância diferencial à salinidade. Caatinga, v. 22, n. 3, p , 29. van HANDEL, E. Direct microdetermination of sucrose. Analytical Biochemistry, v. 22, n. 2, p , YEMM, E. W.; COCKING, E. C. The determination of aminoacid with ninhydrin. Analyst, v. 8, p , AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi realizado com o apoio da UFT Página 5