ARAGÃO, R. M. Mecanismos cinéticos de inibição da absorção de nitrato em raízes de feijão caupi expostas à salinidade. 2008. 60 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-18T22:16:00Z
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Previous issue date: 2008 / Nitrate uptake is a process dependent on the influx/ efflux relationship in the plasma membrane of roots cells. The balance between these two processes may affect the NO3- acquisition in plants exposed to salt stress. Unfortunately, we do not know the mechanisms of inhibition of NO3- uptake in the presence of excess Na + and Cl- ions, a common situation in saline-sodium soil. The objective was to evaluate the effect of salinity on the NO3- influx and efflux mechanisms in cowpea roots, building the uptake kinetics in the presence of ion and osmotic agents. Cowpea roots were excised for nitrate influx and efflux measurements in time-course and NO3- levels experiments. In plants pre-treated with 50 and 100 mM NaCl, NO3- influx and eflux kinetics has been altered, compared with plants not pre-treated roots: inducing pronounced effects on both processes, inhibiting the influx and stimulating the efflux. The NaCl inhibitory effect on the NO3- influx was dependent on the dose of salt. The 100 mM NaCl reduced the value of Vmax (control) of 12.35 to 7.14 and the Km value remained unchanged (3.05 and 3.21, respectively), showing a non-competitive inhibition. Interestingly, the Na2SO4 100 mM caused the same inhibition of NaCl, but 100 mM KCl caused an incompetitive inhibition, reducing Vmax and Km. In order to check the osmotic effects components by salinity, it was observed that PEG and Mannitol caused a competitive inhibition, increasing the Km (from 3.01(control) to 6.21 7.35 for PEG and Mannitol, respectively) and maintaining Vmax below the control. The NaCl inhibitory effect was more intense on NO3- uptake low affinity system (60%) than on the high-affinity system (45%). The NaCl and mannitol effects on the high affinity system, both in 100 mM, were similar to each other inhibition type: Vmax reduced both and increased the Km. When NaCl, PEG and mannitol isosmotic concentrations were tested (Ψos= - 0.23 MPa), it was found that the first two induced efflux increases (15 and 34% respectively), whereas, unexpectedly, Mannitol caused a reduction of 40%, all compared to control. In conclusion, the salinity caused reduction in net NO3- uptake in cowpea roots through reduction in the influx and efflux increases. In the influx, there is a non competitive inhibition with the Cl-in both low and high affinity systems. Apparently, the osmotic component is more important inhibiting the NO3- uptake, but apparently, the salt type (ions) also interferes in the process. Meanwhile, more studies are needed to shed light on the mechanisms involved in inhibition. / A absorção líquida de nitrato é um processo dependente da relação influxo/efluxo na membrana plasmática das raízes. O balanço entre esses dois processos pode afetar a aquisição de nitrato em plantas expostas ao estresse salino. Infelizmente, ainda não se conhece os mecanismos de inibição da absorção de nitrato na presença de excesso de íons Na+ e Cl-, situação comum nos solos salinos sódicos. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da salinidade sobre os mecanismos de influxo e efluxo de NO3- em raízes de feijão caupi, caracterizando-se a cinética da absorção na presença de agentes iônicos e osmóticos. Raízes de feijão caupi foram destacadas e incubadas para as mensurações de influxo e efluxo de NO3- em experimentos de tempo e níveis de nitrato variados. O pré-tratamento das plantas com 50 e 100 mM de NaCl alterou a cinética de influxo e efluxo de nitrato, comparando-se com raízes de plantas não pré-tratadas: induzindo efeitos mais pronunciados sobre ambos processos, inibindo o influxo e estimulando o efluxo. O efeito inibitório do NaCl sobre o influxo de nitrato foi dependente da dose do sal. O NaCl 100 mM reduziu o valor de Vmax de 12,35 (controle) para 7,14 e manteve o valor de Km praticamente inalterado (3,05 e 3,21, respectivamente), evidenciando uma inibição do tipo não competitiva. Interessantemente, o Na2SO4 100 mM causou o mesmo tipo de inibição do NaCl mas o KCl 100 mM causou uma inibição incompetitiva, reduzindo simultaneamente Vmax e Km. No sentido de verificar os efeitos da componente osmótica da salinidade, observou-se que PEG e Manitol causaram inibição do tipo aproximadamente competitiva, aumentando o Km (de 3,01 do controle para 6,21 e 7,35 para PEG e Manitol, respectivamente), e mantendo Vmax ligeiramente abaixo do controle. O efeito inibitório do NaCl foi mais intenso sobre o sistema de baixa afinidade de absorção de nitrato (60%) do que sobre o de alta afinidade (45%). Os efeitos do NaCl e Manitol sobre o sistema de alta afinidade, ambos em 100 mM, foram semelhantes entre si no tocante ao tipo de inibição: ambos reduziram Vmax e aumentaram os valores de Km. Quando concentrações isosmóticas de NaCl, PEG e manitol (Ψos= - 0,23 MPa) foram testadas, verificou-se que os dois primeiros induziram aumentos no efluxo (15 e 34%, respectivamente), enquanto que, inesperadamente, o manitol causou uma redução de 40%, todos comparados ao controle. Concluindo, a salinidade causa redução na absorção líquida de NO3- em raízes de feijão caupi através de redução no influxo e aumento no efluxo. No influxo, ocorre uma inibição não-competitiva com o Cl-, tanto no sistema de baixa como no de alta afinidade. Aparentemente, o componente osmótico é mais importante na inibição da absorção de nitrato, mas aparentemente o tipo de sal (íons) também interfere no processo. Entretanto, mais estudos são necessários para esclarecer completamente os mecanismos envolvidos na inibição.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/9166 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Aragão, Rafael Magalhães de |
| Contributors | Silveira, Joaquim Albenísio Gomes da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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