Eficiência da fixação simbiótica do nitrogênio x evolução do H2 x respiração dos nódulos de feijoeiro (Phaseolus vugarisL.)

• Autor(a) principal: Lima, Mariangela Hungria
• Data de Publicação: 1981
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-20220208-012732/
• topic: FEIJÃO; FIXAÇÃO SIMBIÓTICA DE NITROGÊNIO; HIDROGÊNIO MOLECULAR; NODULAÇÃO

Com o objetivo de estudar a eficiência da fisação simbiótica do nitrogênio em feijoeiro (Phaseolus vulgaris) foram conduzidos quatro experimentos, nos anos de 1980 e 1981, no Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Piracicaba, São Paulo. Foram utilizadas quatro cultivares de feijoeiro (Carioca, Aroana, Moruna, Rio Tibagi e Venezuela-350) e 5 estirpes de Rhizobium phaseoli (C-05; C-29 = 127 K 17; C-40 = CIAT 255; C-88 = SEMIA 487 e C-89 = CIAT 57). O primeiro experimento foi conduzido em câmara de crescimento em vasos de Leonard, enquanto que nos outros utilizou-se vasos de plásticos de capacidade de 2,5 𝓁, e o experimento ocorreu em casa-de-vegetação. Determinou-se os parâmetros de peso de matéria seca e teor de nitrogênio durante o crescimento das plantas. Como medida da eficiência da fixação do N2, estudou-se o gasto energético relacionado com a evolução do H2. Para isso, avaliou-se a atividade da nitrogenase (redução de C2H2) e evolução de H2 dos nódulos. Para a avaliação da redução do C2H2 foram utilizados dois sistemas: plantas inteiras intactas e raízes noduladas destacadas. A evolução do H2 foi determinada em nódulos destacados e em plantas inteiras intactas. Determinou-se então a eficiência relativa dos elétrons destinados ao complexo da nitrogenase (ER), isto é, os elétrons que são realmente utilizados na redução do N2 e não na evolução do H2. Detectou-se também quais estirpes expressaram a atividade da hidrogenase unidirecional independente de ATP em meio de cultura. Nos terceiro e quarto experimentos, realizou-se também a análise da evolução hidrogenase CO2 por raízes noduladas e nódulos destacados, a fim de se verificar a eficiência respiratória dos sistemas simbióticos em estudo. No quarto experimento, procurou-se verificar os efeitos da aplicação de pequenas doses iniciais de nitrogênio mineral (7 e 35 ppm de N como KN03) na eficiência da fixação do N2, visto que esse elemento sempre está presente no solo e pode inibir o processo de nodulação e fixação do nitrogênio. Nas condições desses experimentos pode-se concluir que: a. Observou-se o efeito da cultivar de P. vulgaris, da estirpe de R. phaseoli e da interação cultivar x estirpe no peso de matéria seca e teor de nitrogênio da parte aérea, raiz, nódulos, vagens e sementes. Houve também influência na atividade da nitrogenase (redução de C2H2), na evolução do H2 e na ER do complexo da nitrogenase. b. A presença da enzima hidrogenase na estirpe de bactéria não implicou necessariamente na maior eficiência delas na fixação do N2. A hidrogenase de R. phaseoli também não foi capaz de reciclar todo o H2 produzido e a máxima ER encontrada foi de 0,89. c. A ER dentro de cultivares, a ER dentro de estirpes e a ER dos sistemas simbióticos nos primeiros estágios do ciclo da planta sempre apresentou uma relação positiva com o teor de nitrogênio da planta. d. Não se encontrou relação entre: peso dos nódulos e fixação do nitrogênio; peso dos nódulos e redução do C2H2, observando-se grande variação da eficiência nodular entre cultivares e entre estirpes. e. Não houve relação entre o método de redução do C2 H2, analisado por cromatografia gasosa, e o teor de nitrogênio fixado, e isso foi atribuído ao desvio de elétrons utilizados na evolução do H2, que foi de 11% a 56%. f. A eficiência respiratória das raízes noduladas e dos nódulos destacados foi relacionada positivamente com o peso e teor de nitrogênio das plantas e com a ER do complexo da nitrogenase. g. O melhor desempenho das estirpes e das cultivares foi relacionado positivamente com a maior ER e eficiência respiratória. h. A aplicação de pequenas doses iniciais de nitrogênio mineral favoreceu o acumulo de matéria seca e de nitrogênio total, e não prejudicou a fixação do nitrogênio. Essas pequenas doses não afetaram a ER dos sistemas, mas aumentaram a eficiência respiratória das raízes noduladas. i. Existem sistemas simbióticos onde a principal limitação para o crescimento das plantas hospedeiras e a deficiência de nitrogênio, e em outros provavelmente é o suprimento de carbono. j. Os vasos de Leonard podem limitar o crescimento das plantas e prejudicar as pesquisas de seleção de Rhizobium em casa-de-vegetação.