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TRANSPORTE E HOMEOSTASE Na+/K+ SOB CONDIÃÃES DE SODICIDADE EM FEIJÃO CAUPI / Na+ and K+ transport and homeostasis under sodicity conditions in cowpea

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A salinidade elevada do solo pode estar associada à escassez de K+, propiciando estresses interativos sobre a nutriÃÃo das plantas, os quais prejudicam a produÃÃo agrÃcola. Os mecanismos de transporte de Na+ e K+ nas interfaces solo-simplasto radicular-xilema sÃo decisivos para o estabelecimento da toxicidade de Na+ nas plantas submetidas ao estresse salino, especialmente sob baixa disponibilidade de K+. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi caracterizar fisiologicamente os mecanismos de transporte de Na+ e K+ envolvidos com a absorÃÃo e o carregamento do xilema nas raÃzes de feijÃo caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.]. A absorÃÃo de Na+ por mecanismos de baixa afinidade, investigada por experimentos de influxo em raÃzes destacadas, foi mediada por uma via sensÃvel e uma via insensÃvel ao Ca2+. A via sensÃvel ao Ca2+ deve envolver os canais de cÃtions nÃo-seletivos (NSCCs), enquanto a via insensÃvel deve depender dos canais de K+ e dos transportadores de K+ sensÃveis ao NH4+. A absorÃÃo de K+ por mecanismos de alta afinidade, examinada pela tÃcnica de influxo em raÃzes destacadas, envolveu uma via sensÃvel e uma via insensÃvel ao NH4+. A via sensÃvel ao NH4+ deve ser mediada pelos transportadores das famÃlias KT/HAK/KUP e HKT e a via insensÃvel, pelos canais de K+. O carregamento de Na+ e K+ no xilema, estudado por experimentos de exudaÃÃo radicular, indicou que a elevada seletividade K+/Na+ apresentada por feijÃo caupi foi colapsada sob concentraÃÃes externas de Na+ superiores a 20 mM, na presenÃa de K+ 1 mM. O acesso quase irrestrito de Na+ ao xilema radicular foi compensado pela liberaÃÃo aumentada de K+ na seiva e pela manutenÃÃo do fluxo de K+ para a parte aÃrea. A compartimentalizaÃÃo de Na+ nas raÃzes deve atuar como barreira fisiolÃgica para excluir Na+ das folhas e, conseqÃentemente, deve evitar a toxicidade desse Ãon em feijÃo caupi pela manutenÃÃo da alta relaÃÃo K+/Na+ foliar. A privaÃÃo de K+ aliada ao tratamento salino intensificou o fluxo de Na+ e restringiu o fluxo de K+ no xilema radicular, alÃm de aumentar a acumulaÃÃo de Na+ nas folhas novas, propiciando condiÃÃes menos favorÃveis à homeostase iÃnica em feijÃo caupi, em comparaÃÃo com o estresse salino aplicado isoladamente. / High soil salinity can be associated with K+ starvation enabling interactive stresses on plant nutrition that impair crop production. The transport mechanisms on the soil-root symplast-xylem boundaries are crucial to the establishment of Na+ toxicity under salt stress, especially under low K+ availability. Then, the aim of this work was the physiological characterization of Na+ and K+ uptake and xylem loading in the roots of cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.]. Low-affinity Na+ uptake, investigated by influx experiments using detached roots, was mediated by Ca2+-sensitive and Ca2+-insensitive pathways. The Ca2+-sensitive pathway may involve non-selective cation channels (NSCCs), while the Ca2+-insensitive pathway may depend on K+ channels and NH4+-sensitive K+ transporters. High-affinity K+ uptake, examined by the excided root technique, involved NH4+-sensitive and NH4+-insensitive pathways. The NH4+-sensitive pathway may be mediated by K+ transporters from the KT/HAK/KUP e HKT families and the NH4+-insensitive pathway may depend on K+ channels. Xylem loading, assessed by root exudation experiments, indicates that the high K+/Na+ selectivity showed by cowpea was collapsed under external Na+ concentrations above 20 mM in the presence of 1 mM K+. The Na+ access to the root xylem was almost unrestricted and it was compensated by enhanced K+ release to the sap. The Na+ compartmentation into the root cells may act as a physiological barrier to Na+ exclusion from the leaves, avoiding Na+ toxicity in cowpea due to the maintenance of the high leaf K+/Na+ ratio. K+ starvation associated with salt stress intensified the Na+ flux and restricted the K+ flux into the root xylem, as it enhanced Na+ accumulation in the young leaves, allowing unfavourable conditions to ionic homeostasis in cowpea in comparison with salt stress applied individually.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:1484
Date30 May 2008
CreatorsEduardo Luiz Voigt
ContributorsJoaquim AlbenÃsio Gomes da Silveira, Dirce Fernandes de Melo, Joaquim Eneas Filho, Victor Alexandre Vitorello, Cristiane Elizabeth Costa de MacÃdo
PublisherUniversidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em BioquÃmica, UFC, BR
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Formatapplication/pdf
Sourcereponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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