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Título: Aspectos fisiológicos e bioquímicos de plantas de dois cultivares de feijão de corda inoculadas com Bradyrhizobium sp. e submetidas à salinidade
Título em inglês: Physiological and biochemical aspects of two cowpea cultivars inoculated with Bradyrhizobium sp. under salt stress
Autor(es): Oliveira, Daniel Farias de
Orientador(es): Gomes Filho, Enéas
Palavras-chave: Estresse salino
Vigna unguiculata
Bradyrhizobium
Estresse oxidativo.
Data do documento: 2013
Citação: OLIVEIRA, D. F. (2013)
Resumo: O uso de inoculantes, contendo bactérias fixadoras de nitrogênio, aumenta anualmente na cultura do feijão de corda nas regiões Norte, Nordeste e Centro-Oeste do Brasil. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar os efeitos da simbiose com Bradyrhizobium sp. na fisiologia das plantas sob condições de estresse salino. Para isso, conduziu-se um experimento em condições de casa de vegetação, com os cultivares Pitiúba (tolerante à salinidade) e TVu 2331 (sensível à salinidade) inoculados com a estirpe SEMIA 6461 de Bradyrhizobium. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com o seguinte arranjo fatorial: 2 (cultivares) x 2 (plantas inoculadas e não inoculadas) x 2 (níveis de estresse – 0 e 75 mM de NaCl). Para o tratamento com o rizóbio, as sementes foram semeadas em presença de 1 mL do caldo de cultura contendo o inóculo, sendo as plântulas mantidas por 12 dias nessa situação. Em seguida, as plantas inoculadas e não inoculadas foram submetidas ao tratamento salino, durante 15 dias. Os resultados mostraram que a estirpe em estudo apresentou eficiência reduzida na fixação biológica do nitrogênio do feijão de corda quando submetido ao tratamento salino em relação ao tratamento respectivo controle. O crescimento das plantas do feijão de corda foi inibido pelo estresse salino e a inoculação com o rizóbio não foi capaz de minimizar os efeitos deletérios da salinidade, principalmente no cultivar TVu, que teve sua biomassa mais afetada por esse estresse. Os teores de íons tóxicos (Na+ e Cl-) nas plantas inoculadas em relação às não inoculadas não apresentaram diferenças significativas, mas os teores de potássio, nitrogênio e fósforo tiveram incrementos nas plantas inoculadas submetidas à salinidade. Em relação aos níveis de solutos orgânicos nas plantas do grupo salino, pode-se destacar que: a inoculação com a bactéria aumentou os níveis de carboidratos somente na parte aérea de Pitiúba e nas raízes de TVu; a inoculação aumentou os teores de N-aminossolúveis em todas as partes de ambos os cultivares, exceto nas raízes de Pitiúba; os teores de prolina aumentaram na planta inteira, exceto nas raízes de TVu; o conteúdo de proteínas aumentou invariavelmente em todas as partes das plantas. A fotossíntese líquida, no Pitiúba, não foi alterada em nenhum dos tratamentos, mas no TVu os tratamentos inoculados provocaram aumentos nesse parâmetro em relação aos seus respectivos controles. O excesso de sal inibiu a condutância estomática em ambos os cultivares, porém o rendimento quântico máximo do PSII não sofreu alteração nos tratamentos salinos, comprovando que o aparato fotossintético do feijão de corda é tolerante à salinidade. Os teores de clorofila total aumentaram em resposta à salinidade, tanto nas plantas inoculadas como nas plantas não inoculadas. O estresse oxidativo induzido pela salinidade levou a um aumento na atividade das enzimas peroxidase do ascorbato e peroxidase do guaiacol, nas folhas e raízes de ambos os cultivares das plantas noduladas. Por outro lado, a salinidade aumentou a atividade da enzima dismutase do superóxido nas raízes, apesar da inoculação ter elevado mais a atividade enzimática nas raízes de Pitiúba. O aumento das atividades dessas enzimas em condições salinas pode estar relacionado com a inoculação, visto que houve redução na peroxidação lipídica nas plantas dos dois cultivares inoculados e estressados. A salinidade afetou negativamente a produção de biomassa do feijão de corda devido aos efeitos causados pelo acúmulo de íons tóxicos. Embora a nodulação tenha elevado os níveis de osmoprotetores, aumentado a atividade das enzimas antioxidativas nas raízes e diminuído os danos oxidativos, não foi observado melhora significativa no crescimento das plantas dos dois cultivares estudados quando submetidos à salinidade.
Abstract: The use of inoculants containing nitrogen-fixing bacteria, increases annually in cowpea crop in North, Northeast and Midwest regions of Brazil. This work was carried out to evaluate the effects of symbiosis with Bradyrhizobium sp. in plant physiology under salt stress conditions. For this purpose, an experiment was conducted in greenhouse, with two cultivars: Pitiúba (tolerant to salinity) and TVu 2331 (sensitive to salinity), both inoculated with the strain of Bradyrhizobium SEMIA 6461. The experimental design was completely randomized with the following factorial arrangement: 2 (cultivars) x 2 (inoculated and non-inoculated plants) x 2 (stress levels – 0 and 75 mM NaCl). For treatment with rhizobium, seeds were sown in the presence of 1 mL of the culture broth containing the inoculum, the seedlings being maintained for 12 days in this situation. After, inoculated and non-inoculated plants were subjected to salt treatment for 15 days. The results revealed that the bacteria strain reduced the efficiency in nitrogen fixation in cowpea subjected to salt treatment when compared to control treatment. The growth of c plants cowpea was inhibited by salt stress and inoculation with rhizobium was not able to minimize the deleterious effects of salinity, especially in cultivating TVu, which had its biomass most affected by this stress. The levels of toxic ions (Na+ and Cl-) in plants inoculated in relation to non-inoculated showed no significant differences, but the levels of potassium, nitrogen and phosphorus had increases in inoculated plants subjected to salinity. Regarding the levels of organic solutes in saline group plants, we can highlight that: inoculation with bacteria increased carbohydrate levels only in shoots of Pitiúba and roots of TVu; inoculation increased N-amino levels in all parts of both cultivars, except for the roots of Pitiúba; proline levels have increased in the whole plant, except the roots of TVu; protein content invariably increased in all parts of the plants. The net photosynthesis of Pitiúba were not altered in any treatment, but TVu inoculated treatments caused increases in this parameter compared to their respective controls. Excess salt inhibited stomatal conductance in both cultivars, but the maximum quantum yield of PSII did not change in saline treatments, proving that the photosynthetic apparatus of cowpea is tolerant to salinity. Total chlorophyll contents increased in response to salinity, both in inoculated plants as in non-inoculated plants. Oxidative stress induced by salinity led to an increase in the activity of peroxidase and ascorbate peroxidase guaiacol in leaves and roots of both cultivars of nodulated plants. Furthermore, salinity increased activity of the enzyme superoxide dismutase in the roots, despite inoculation have higher enzyme activity in roots of Pitiúba. The increased activity of these enzymes in saline conditions may be related to the inoculation, whereas there was a reduction in lipid peroxidation in plants of both cultivars inoculated and stressed. The salinity negatively affected biomass production of cowpea due to effects caused by the accumulation of toxic ions. Although the nodulation has raised osmoprotectors levels, increased activity of antioxidant enzymes in roots and reduced oxidative damage, there was no significant improvement in growth of the plants of both cultivars studied when subjected to salinity.
Descrição: OLIVEIRA, Daniel Farias de. Aspectos fisiológicos e bioquímicos de plantas de dois cultivares de feijão de corda inoculadas com Bradyrhizobium sp. e submetidas à salinidade. 2013. 90 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/21461
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