A folha é o principal órgão de absorção e assimilação de nutrientes dos membros epífitos com tanque da família Bromeliaceae. Pouco se conhece sobre a nutrição dessas bromélias, entretanto algumas evidências (TAKAHASHI, 2007) indicaram a possibilidade de haver uma absorção preferencial do nitrogênio na porção basal e a assimilação desse nutriente na porção apical foliar. Para se compreender melhor os mecanismos de assimilação do nitrogênio utilizados pelas bromélias epífitas com tanque, foi proposto neste trabalho dois principais objetivos: 1) verificar possíveis diferenças quanto à capacidade de assimilação do nitrogênio em diferentes porções foliares de uma bromélia epífita com tanque; 2) constatar possível preferência em assimilar fonte nitrogenada orgânica ou inorgânica, quando ambas estão disponíveis no interior do tanque. A estratégia utilizada para o primeiro objetivo foi cultivar bromélias da espécie Vriesea gigantea, cultivadas em casa de vegetação e registrar em suas folhas as variações temporais das atividades enzimáticas da urease, redutase do nitrato (NR), sintetase da glutamina (GS), desidrogenase do glutamato dependente de NADH (GDH-NADH) e arginase após o fornecimento, no interior do tanque das bromélias, de uma solução nutritiva contendo NO3-/NH4+ (3:2) ou uréia (5mM de N total), como fontes de nitrogênio. Foram analisadas as atividades enzimáticas nas porções apical e basal foliar de Vriesea gigantea nos seguintes tempos: 0, 1, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 51, 54, 57, 60 e 73 horas após a rega. Além disso, também foram quantificadas as concentrações do amônio e da uréia endógenos presentes nos tecidos foliares de ambas as porções. Os resultados mostraram que, independente do tratamento, as atividades de GS, GDH e arginase foram mais altas na porção apical em todos os tempos de coleta. Já as atividades da NR e urease, foram crescentes e mais intensas na porção basal, da mesma forma como foi visto para as concentrações endógenas de amônio durante as primeiras 24 horas. As maiores concentrações de uréia endógenas também foram registradas principalmente na porção basal foliar. Esses resultados permitem inferir que a região apical pode estar envolvida, preferencialmente, com a assimilação do nitrogênio, enquanto que a basal, com a sua absorção, redução do nitrato e hidrólise da uréia. Além disso, sugere-se também que ocorra o transporte de amônio da base para a região de sua assimilação em aminoácidos (ápice) através do xilema e apoplasto. Em relação ao segundo objetivo, a estratégia utilizada foi fornecer à bromélia Vriesea gigantea com uma solução nutritiva que continha 5mM de nitrogênio total, disponível na forma inorgânica + orgânica (NH4+/NO3- + uréia nas proporções 1:1 ou 1:3, respectivamente). Como controle foram empregados os seguintes tratamentos: ausência de nitrogênio e presença de somente fontes inorgânicas (5mM de nitrogênio total). As porções apical e basal das folhas foram coletadas 9 horas após o fornecimento das soluções nutritivas e, posteriormente, utilizadas nas análises enzimáticas referentes às atividades da urease, NR, GS, e GDH-NADH. Além disso, foram quantificados em ambas as porções os teores endógenos de amônio, uréia, amido, açúcares totais e clorofila total. Também foram determinados as densidades de tricomas e estômatos nas duas regiões foliares. Verificou-se que as maiores atividades da GS (porção apical) e GDH (porção basal) foram registradas nos dois tratamentos com uréia (1:1 e 1:3) quando comparadas com as dos dois controles. As maiores concentrações de amônio endógeno na porção basal também foram detectadas nos mesmos tratamentos com uréia (1:1 e 1:3). Já a atividade da NR apresentou os maiores valores nos tratamentos de proporção 1:1 e no controle 2 (com somente fontes inorgânicas) na porção basal foliar. De modo interessante, a GS não mostrou o mesmo desempenho nos dois tratamentos (1:1 e controle 2), sendo que, no tratamento de proporção 1:1, a atividade foi o dobro daquela registrada no controle 2. Todos esses resultados analisados em conjunto permitem inferir que a bromélia Vriesea gigantea pode ter preferência por assimilar o nitrogênio proveniente da uréia quando essa fonte se encontra disponível no interior do tanque, mesmo quando também há a presença de formas inorgânicas (nitrato e amônio). / The leaf is considered the most important vegetative organ of tank epiphytic bromeliads due to its ability to absorb and assimilate nutrients. Little is known about the nutrition of these bromeliads, but there are evidences that the basal region of the leaf may be preferentially involved with the absorption of nutrients, whereas the apical region may be involved with its assimilation (TAKAHASHI, 2007). In order to better understand the mechanisms utilized by these tank epiphytic bromeliads to optimize the nitrogen acquisition and assimilation, it was proposed in this study two main objectives: 1) verify the existence of a differential capacity to assimilate nitrogen in different leaf portions of a tank epiphytic bromeliad; 2) analyze the nitrogen assimilation preference between inorganic and organic nitrogen sources when both are available in the tank water. The experiments of the first objective were conducted using Vriesea gigantea plants, a typical specie of tank epiphytic bromeliad, cultivated in greenhouse. Nutrient solution containing NO3-/NH4+ (3:2) or urea as nitrogen source (5mM of total N) was supplied into the tank of these plants and the activities of urease, nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS), NADH-dependent glutamate dehydrogenase (GDH-NADH) and arginase were quantified in apical and basal leaf portions after 0, 1, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 51, 54, 57, 60 and 73 hours. The ammonium and urea present in the tissues were also analyzed. Independent of the nitrogen source utilized, GS, GDH and arginase activities were higher in the apical portions of leaves in all the period analyzed. On the other hand, the opposite was observed in relation to NR and urease activities. The highest activities were detected in the basal portion of leaves at all harvest times, with increasing values during the first 24 hours of experiment. Interestingly, this same pattern was also observed in relation to the endogenous ammonium and urea: the highest contents were detected in the basal portion of leaves, with a gradual increase of ammonium in the first 24 hours of analysis. These results suggest that the basal portion of leaves was preferentially involved in nitrogen uptake, nitrate reduction and urea hydrolysis, while the apical portion was the main responsible for nitrogen assimilation. Moreover, it was possible to infer that the ammonium may be transported from the base (uptake region) to the apex of the leaves (the main nitrogen assimilation region) through the xylem and apoplast. In order to analyze the nitrogen assimilation preference of Vriesea gigantea, a nutrient solution containing 5mM of nitrogen containing a mixture of inorganic and organic sources (NH4+/NO3- + urea in the proportion 1:1 or 1:3, respectively) were supplied into the tank of the bromeliads. As a control, a nutrient solution containing no nitrogen source (control 1) or 5mM of inorganic nitrogen sources (control 2) were used. The basal and apical leaf tissues were collected after 9 hours and the activities of urease, NR, GS and GDH-NADH were analyzed. Endogenous ammonium, urea, starch, total soluble carbohydrates and total chlorophyll were also quantified. Furthermore, the density of trichomes and stomata were also analyzed on the abaxial leaf surface of both regions. The highest activities of GS (apex) and GDH (base), as well as the endogenous ammonium content (base), were registered in both treatments with urea (1:1 and 1:3) in comparison with both controls. A different pattern was obtained analyzing NR: the highest activities were observed in plants that received nutrient solutions containing only inorganic nitrogen (control 2) or a mixture of inorganic and organic nitrogen in the proportion 1:1. Moreover, an interesting behavior was observed in relation to the GS activity: it was detected the double activity of this enzyme when Vriesea gigantea was in contact with a mixture of inorganic and organic nitrogen (1:1) in comparison to the plants in the presence of only inorganic nitrogen sources. All results suggest that Vriesea gigantea may have preference to assimilate organic nitrogen source (urea), when the inorganic nitrogen sources (ammonium and nitrate) are also available in the tank water.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-06112008-174416 |
| Date | 29 August 2008 |
| Creators | Cassia Ayumi Takahashi |
| Contributors | Helenice Mercier, Nidia Majerowicz, Rafael Silva Oliveira |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Biológicas (Botânica), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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