Cloning of putative ureG genes from Glomus intraradices and urease activities in tobacco arbuscular mycorrhizal roots Clonagem de genes ureG putativos de Glomus intraradices e atividades de urease em raízes micorrízicas arbusculares de tabaco

• Main Authors: Daniele Takahashi, Renata Fava Ditt, Marcio R. Lambais
• Format: Article
• Language: English
• Published: Universidade de São Paulo 2009-04-01
• Series: Scientia Agricola
• Subjects: Nicotiana tabacum; DDRT-PCR; micorriza arbuscular; uréia; sulfato de amônio; nitrogênio; arbuscular mycorrhiza; urea; ammonium sulfate; nitrogen
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-90162009000200016

Even though the major benefit of arbuscular mycorrhizae is the increased uptake of phosphate from the soil solution and translocation to the plant, changes in the activity of enzymes involved in nitrogen (N) metabolism have been detected in mycorrhizal roots. Using differential display of reverse-transcripts of tobacco roots not-inoculated or inoculated with Glomus intraradices (Gi), we have cloned two partial cDNAs (NtGi2 and NtGi3). The presence of a conserved CobW/HypB/UreG domain and phylogenetic analyses suggest that NtGi2 and NtGi3 encode isoforms of urease accessory protein G (ureG) highly similar to ureG from fungi. The steady state levels of the putative ureG transcripts were shown to be higher in roots colonized by Gi, as compared to non-mycorrhizal controls. Urease activities were also determined in tobacco roots inoculated with Glomus clarum (Gc) or Gi and grown in substrate containing 50, 100 or 150 mg N kg-1 in the form of ammonium sulfate (N-AMS) or urea (N-URE). Urease activities were shown to be induced in mycorrhizal roots fertilized with 100 mg N-AMS kg-1. In Gc-colonized roots fertilized with N-URE, induction of urease activities was observed at the lowest N concentration. In contrast, at the highest N-URE concentration, suppression of urease activities was observed in Gc and Gi-colonized roots, as compared to non-mycorrhizal controls. Urease activities in roots were modulated by soil N availability and source, and arbuscular mycorrhizal fungal inoculation.<br>Muito embora o maior benefício de micorrizas arbusculares seja o incremento na absorção de fosfato da solução do solo e translocação para a planta, alterações nas atividades de enzimas envolvidas no metabolismo de nitrogênio (N) têm sido detectadas em raízes micorrizadas. Usando "differential display of reverse-transcripts" de raízes de tabaco não-inoculadas ou inoculadas com Glomus intraradices (Gi), dois cDNAs parciais (NtGi2 e NtGi3) foram clonados. A presença de um domínio CobW/HypB/UreG conservado e a análise filogenética sugerem que NtGi2 e NtGi3 codificam isoformas de proteínas acessórias da urease G (ureG) altamente similares a ureG de fungos. Os níveis de transcritos dos genes ureG putativos foram mais elevados em raízes colonizadas por Gi, em relação ao controle não-micorrizado. As atividades de urease foram determinadas em raízes de tabaco inoculadas com Glomus clarum (Gc) ou Gi e cultivadas em substrato contendo 50, 100 ou 150 mg N kg-¹, na forma de sulfato de amônio (N-AMS) ou uréia (N-URE). As atividades de ureases foram induzidas em raízes micorrizadas cultivadas com 100 mg N-AMS kg-¹. Em raízes colonizadas por Gc e cultivadas com N-URE, a indução das atividades de urease foi observada na concentração mais baixa de N. Em contraste, na concentração mais elevada de N-URE, supressão das atividades de urease em raízes colonizadas por Gc e Gi, em relação aos controles não-micorrizados, foi observada. As atividades de urease nas raízes foram moduladas pela disponibilidade e fonte de N no solo, e pela inoculação com fungos micorrízicos arbusculares.