RESPOSTAS FISIOLÓGICAS DO FEIJÃO CAUPI SUBMETIDO A NEMATÓIDES E ESTRESSE HÍDRICO EM CASA DE VEGETAÇÃO 1

Transcrição

1 RESPOSTAS FISIOLÓGICAS DO FEIJÃO CAUPI SUBMETIDO A NEMATÓIDES E ESTRESSE HÍDRICO EM CASA DE VEGETAÇÃO 1 C. C. M. de Sousa 2 ; R. A. de Oliveira Filho 2 ; M. F. de L. David 2 ; E. M. R. Pedrosa 2 ; J. V. Pereira Filho 3 RESUMO: Objetivou avaliar a interação feijão caupi - nematóide submetido ao estresse hídrico. O experimento foi conduzido em casa de vegetação pertencente à Universidade Federal Rural de Pernambuco. A cultura em estudo foi o feijão caupi variedade Epace-10. O delineamento estatístico adotado foi inteiramente casualizado, com 4 tratamentos e 6 repetições. Os tratamentos corresponderam a T1: com nematóide com estresse hídrico, T2: com nematóide sem estresse hídrico, T3: sem nematóide com estresse hídrico, T4: sem nematóide sem estresse hídrico (testemunha absoluta). O nível de estresse adotado foi de 50% da capacidade do pote. As variáveis estudadas foram proteína, catalase, ascarbato peroxidase, polifenoloxidase e peroxidase. Na análise de variância revelou efeito significativo apenas na variável catalase quando o feijão caupi foi submetido ao estresse hídrico. Observou-se que a enzima catalase aumentou com a aplicação de 50% da capacidade do pote, independente da presença ou ausência do nematóide M. incognita. PALAVRAS-CHAVES: Vigna unguiculata L., Meloidogyne incognita, atividade enzimática PHYSIOLOGICAL RESPONSES OF COWPEA SUBMITTED TO NEMATODES AND WATER STRESS IN GREENHOUSE SUMMARY: Objective to evaluate the interaction cowpea - nematode subjected to water stress. The experiment was conducted in a greenhouse belonging to the Universidade Federal Rural de Pernambuco. The culture under study was the cowpea variety Epace-10. The statistical design was completely randomized design with four treatments and six repetitions. The treatments consisted of: T1, with nematode - water stress; T2: with nematode - without water stress; T3: no nematode - water stress; T4: no nematode - without water stress (absolute control). The stress level was set at 50% capacity of the pot. The variables related were protein, catalase, peroxidase ascarbato, polyphenol oxidase and peroxidase. In the analysis of variance revealed a significant effect only on the variable catalase when cowpea was subjected to water stress. It was observed that the enzyme catalase increased with the application of 50% capacity of the pot, regardless of the presenceor absence of the nematode M. incognita. KEYWORDS: Vigna unguiculata L., Meloidogyne incognita, enzyme activity 1 Trabalho referente à tese de doutorado do primeiro autor, financiado pela FACEPE - PE 2 DTR/UFRPE, Rua Dom Manuel de Medeiros s/n, Dois Irmãos, CEP , Recife, PE. Fones(s): (81) ; (s): crismareco@hotmail.com; elvira.pedrosa@dtr.ufrpe.br. 3 DENA/UFC, Av. Mister Hull s/n, Campus do Pici, Bloco 804, CEP , Fortaleza, CE. Fone(s): (85) joão_valdenor@hotmail.com.

2 INTRODUÇÃO Estresses ambientais podem ter elementos construtivos e destrutivos, sendo um fator de seleção e uma força motriz para o incremento da tolerância e evolução adaptativa da planta (Pimentel, 2004). A produção de uma planta é resultante de inúmeros processos fisiológicos que, embora sejam acentuadamente integrados, apresentam considerável individualidade nas interações com o meio ambiente. Para o manejo adequado desta cultura, visando produtividade, é importante conhecer a capacidade de resposta aos níveis de déficit hídrico, bem como a relação entre consumo de água e produtividade. Com base nesse conhecimento, o agricultor pode selecionar cultivares apropriadas à situação (Nascimento et al., 2004). As respostas dos vegetais à deficiência hídrica incluem muitas vezes alterações bioquímicas em nível celular (Floss, 2004). Diante dos fatos, o trabalho teve como objetivo estudar a atividade enzimática do feijão caupi variedade Epace 10 submetido a interação estresse hídrico e nematóides (Meloidogyne incognita) em casa de vegetação. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido em casa de vegetação pertencente à Universidade Federal Rural de Pernambuco, localizada no município de Recife Pernambuco, com temperatura média de 33±2ºC. O utilizado foi do solo tipo Argissolo Amarelo distrófico coletado no município de Carpina PE, segundo EMBRAPA (1999). Após a coleta dos solos realizou-se o peneiramento com uma peneira de 5 mm, colocou-os em sacos pláticos e posteriormente foram autoclavado por 1 hora e 30 min, por 2 dias consecutivos, com um intervalo de 24 h, a uma temperatura de 120 C, a 101 kpa. A cultura em estudo foi o feijão caupi (Vigna unguiculate), em casa de vegetação utilizando vaso com as seguintes dimensões: 7,0 cm de altura e 5,8 cm de largura, para sementes da variedade Epace 10. O delineamento estatístico adotado foi de blocos ao acaso, no esquema fatorial 2 2, com 6 repetições, totalizando 24 parcelas. Nas parcelas, avaliou-se a interação estresse hídrico x nematóide. Os tratamentos corresponderam a T1: com nematóide com estresse hídrico, T2: sem nematóide com estresse hídrico, T3: com nematóide sem estresse hídrico, T4: sem nematóide sem estresse hídrico (testemunha absoluta). O nível de estresse adotado foi de 50% da capacidade do pote. A capacidade do pote (CP) foi adotada como o conteúdo de água retirada pelo solo após sofrer saturação e conseqüente ação da gravidade, até o cessamento da drenagem, segundo Souza et al. (2000). Antes do plantio das sementes nos vasos foi realizada uma calagem e uma adubação de fundação segundo UFC (1993). A população de nematóide utilizada foi Meloidogyne incognita e para o preparo do inoculo, usou-se o método de Hussey & Barker (1973) para extração de ovos, a partir das raízes parasitadas do tomateiro e pimenteira, infectadas com os progênies das populações de M. incógnita. A inoculação dos nematóides nas culturas de feijão caupi foram realizadas em vasos de 7,0 x 5,8 cm, sendo que em cada vaso foram inoculados aproximadamente de ovos, após 15 dias da germinação das sementes, e a colheita foi realizada aos 45 dias após a inoculação dos nematóides.

3 Para coleta dos dados das análises fisiológicas, que foram realizadas no Laboratório de Cultura do Tecido pertencente à UFRPE, retirar-se-á a 3º folha de cada planta e submergidos em nitrogênio líquido e condicionada em frezer. O extrato das amostras foram preparado para as análises pela homogeneização de 0,1 g de matéria fresca em 4 ml do tampão fosfato de sódio 0,1 M (ph 6.5) adicionado de 0,05 g de polivinilpirrolidona (PVP). O homogenato foi centrifugado a x g a 4ºC por 10 minutos (Zeraik et al., 2008). Para a análise das seguintes enzimas: proteína (Bradford, 1976), catalase (Berrs & Sizer, 1952), ascarbato peroxidase (Nakano & Asada, 1981), polifenoloxidase (Kar & Mishra, 1976) e peroxidase (Fatibelho-Filho & Vieira, 2002), as metodologias aplicada foram estas citadas. Para o cálculo da atividade enzimática (U ml -1 ) foi calculada a diferença da absorbância inicial (tempo zero) e final (1 min), e em seguida, foi dividido o resultado pela unidade da atividade enzimática - U (0,001) e depois pelo volume da solução de enzima utilizada no ensaio. Uma unidade de atividade é definida com a quantidade de enzima que causa o aumento de 0,001 unidades de absorbância por minuto nas condições mencionadas. A atividade específica (U/mg de proteína) foi calculada pela razão da atividade da enzima (U ml -1 ) e o teor de proteína total (mg ml -1 ). Os dados foram submetidos, à análise de variância, com níveis de significância de 5% pelo teste F. Quando verificado efeito significativo na análise de variância, os dados obtidos nos diferentes tratamentos de natureza qualitativa foram comparadas através do teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade, utilizando-se para isso o software para análises estatísticas SAS. RESULTADOS E DISCUSSÃO Nas Tabelas 1 e 2 encontra-se os resumos das análises de variâncias e as comparações das médias dos dados relativos as variáveis: Catalase (CAT), Peroxidase (PERO), Ascorbato Peroxidase (APX), Polifenol (POLI) e Proteína (PROT). Na análise de variância (Tabela 1) revelou efeito significativo apenas na variável Catalase (CAT) quando submetido ao estresse hídrico. Já os outros parâmetros avaliados não houve diferença significativa quando o feijão caupi, variedade Epace 10, foi submetido à interação estresse hídrico e nematóide, da espécie Meloidogyne incognita. Lima (2007) afirma que o estresse pode ativar o metabolismo celular e aumentar a atividade fisiológica da planta, sem causar nenhum dano, mesmo a longo prazo, sendo, portanto, favorável à planta. Na Tabela 2 verifica-se que a comparação das médias para a variável Catalase (mmol H 2 O 2 gmf - 1 min -1 ) que apresentou diferença significativa apenas em relação ao estresse hídrico (100% e 50% CP). Observou-se que a enzima catalase aumentou com a aplicação de 50% da capacidade do pote, independente da presença ou ausência do nematóide M. incognita. De acordo com Oliveira (2012), a cultura do feijão caupi possui mecanismos de defesa contra os estresses bióticos, e um deles é a enzima catalase, que apresenta mecanismos fundamentais para a defesa da planta. CONCLUSÕES Concluiu que, apenas a enzima catalase aumentou quando a cultura do feijão caupi foi submetida ao estresse hídrico de 50% da capacidade do pode, independente da presence do nematóide M. incognita.

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BERRS, L.S.J.; SIZER, I.W. A espectrophotometric method for measuring the breakdown of hydrogen peroxide by catalase. Journal of Biological Chemistry, v. 195, p , EMBRAPA SOLOS. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro). Sistema brasileiro de classificação de solos. Brasília: Sistema de produção de Informação SPI, p. FATIBELHO-FILHO, O.; VIEIRA, I.C. Uso analítico de tecidos e de extratos brutos vegetais como fonte enzimática. Química Nova, v.25, n.3, p , FLOSS, E. L. Fisiologia das plantas cultivadas. Passo Fundo: UPF, HUSSEY, R.S.; BARKER, K.R. A comparison of methods of colleting inocula of Meloidogyne spp., including a new technique. Plant Disease Reporter, v. 57, p , KAR, M.; MISHRA, D. Catalase, peroxidase and poliphenoloxidase activities during rice leaf senescence. Plant Physiology, v. 57, p , LIMA, J.P.M.S. Sincronia entre catalases e peroxidases de ascorbato na proteção contra danos oxidativos em folhas de feijão caupi expostas ao estresse hídrico e salino. 136p. Tese (Doutorado em Bioquímica). Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007 NAKANO, Y.; ASADA, K. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant Cell Physiology, v. 22, p , NASCIMENTO, J.T.; PEDROSA, M.B.; SOBRINHO, J.T. Efeito da variação de níveis de água disponível no solo sobre o crescimento e produção do feijão caupi, vagens e grãos verdes. Horticultura Brasileira. v.22, n.2, p , OLIVEIRA, J.T.A. Mecanismo de defesa do feijão caupi (Vigna unguiculata L. Walp.) contra patogênos. Disponível em: Acesso: jan/2012. PIMENTEL, C. A Relação da Planta com a Água. Rio de Janeiro: UFRRJ, Rio de Janeiro, p SOUZA, C.C.; OLIVEIRA, F.A.; SILVA, I.F.; AMORIM NETO, M.S. Avaliação de métodos de determinação de água disponível e manejo da irrigação em terra roxa sob cultivo de algodoeiro herbáceo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, vol. 4, n. 3, p , UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ. Recomendações de adubação e calagem para o Estado do Ceará. In: Ceará. Fortaleza: UFC/CCA, p. ZERAIK, A.E.; SOUZA, F.S.; FATIBELHO-FILHO, O.; LEITE, O.D. Desenvolvimento de um spot test para o monitoramento da atividade da peroxidase em um procedimento de purificação. Química Nova, v. 31, p , TABELA 1 Resumo de análises de variância dos caracteres avaliados da interação feijão caupinematóide submetido ao estresse hídrico Causas de Quadrados Médios Gl Variação CAT PERO APX POLI PROT Tratamentos 3 1,366 * 4,568 ns 0,433 ns 0,308 ns 0,585 ns Estresse 1 2,386 * 3,222 ns 0,341 ns 0,499 ns 1,416 ns Nematóide 1 0,859 ns 3,493 ns 0,217 ns 0,180 ns 0,048 ns Est x Nema 1 0,854 ns 6,989 ns 0,739 ns 0,244 ns 0,289 ns Resíduo 12 0,255 3,924 1,624 0,495 0,304 CV (%) 19,39 12,29 24,14 12,69 18,16 (*) significativo ao nível de 5% de probabilidade; (ns) não significativo

5 TABELA 2. Valores médios da variável Catalase (mmolh2o2 gmf-1 min-1) do feijão caupi, variedade Epace 10, submetido a interação estresse hídrico-nematóide em casa de vegetação, obtidas nos quatro tratamentos Tratamentos Déficit Hídrico Catalase (mmolh 2O 2 gmf -1 min -1 ) T1 EN 2,993a T2 E 2,992a T3 SN 2,683b T4 S 1,757b DMS 0,551 S sem estresse hídrico (100%); SN sem estresse hídrico (100%) + nematóides; EN com estresse hídrico (50%) + nematóides; E com estresse hídrico (50%);