Fixação biológica de nitrogênio em genótipos de soja tolerantes à seca

A fixação biológica de nitrogênio (FBN) assegura sustentabilidade à cultura da soja (Glycine max L. Merr.). Porém, restrições hídricas afetam a eficiência dos processos fisiológicos, incluindo a FBN, o rendimento e o desenvolvimento da planta. O objetivo da pesquisa foi avaliar o desempenho de genót...

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Bibliographic Details
Main Author: Vitor Camargo do Nascimento Junior
Other Authors: Cássio Egidio Cavenaghi Prete .
Language:Portuguese
Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Agronomia. 2016
Online Access:http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000205432
Description
Summary:A fixação biológica de nitrogênio (FBN) assegura sustentabilidade à cultura da soja (Glycine max L. Merr.). Porém, restrições hídricas afetam a eficiência dos processos fisiológicos, incluindo a FBN, o rendimento e o desenvolvimento da planta. O objetivo da pesquisa foi avaliar o desempenho de genótipos de soja com diferentes níveis de tolerância à seca, quanto a atributos relacionados à FBN, à produção e ao estresse oxidativo. O experimento foi realizado em casa de vegetação em delineamento em blocos casualizados, em esquema fatorial 5x2, com cinco repetições, considerandose cinco genótipos de soja (cv. Jackson, cv. BRS 317, R02-1325, R01-416F e R01- 581F) e duas disponibilidades hídricas (80% e 30% da capacidade de campo – CC), com avaliações em três tempos: 10 dias, 22 dias e 42 dias de exposição à seca (30% da CC) entre os estádios de florescimento e enchimento de grãos. As sementes foram inoculadas com inoculante comercial contendo 7,2 x 109 bactérias de Bradyrhizobium spp. por grama. Foram avaliados: teor de ureídos (folíolos, pecíolos e nódulos); teor de N total, de amônio (NH4 +) e de nitrato (NO3 -) nas folhas; atividade das enzimas glutamina sintetase (GS) nos nódulos, superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) nas folhas; peroxidação de lipídios nas folhas e nas raízes; número e massa seca de nódulos; massa específica de nódulos; área foliar; massa seca da parte aérea e das raízes; índice de colheita; número de vagens e de sementes; massa de sementes por planta e massa de mil sementes. A restrição hídrica diminuiu a nodulação e aumentou os ureídos nos nos nódulos; reduziu o NH4 + e aumentou o NO3 - nas folhas; não reduziu a atividade da GS nos nódulos da R02-1325 e da cv. Jackson; diminuiu os componentes de rendimento, que se intensificou aos 42 dias de exposição à seca. A produção de sementes diminuiu com a seca, porém a cv. Jackson e a R01-581F foram tolerantes por até 10 dias durante o florescimento; e, a cv. BRS 317 por até 22 dias entre o florescimento e a formação das vagens. A R02-1325 foi mais produtiva em condição úmida (80% da CC); e, quando exposta à seca não foi diferente das mais produtivas. A atividade da SOD e da CAT nas folhas caracterizaram a cv. BRS 317, nos tempos de 10 dias e de 22 dias, e a cv Jackson aos 42 dias, como sensíveis ao estresse oxidativo. As linhagens R02-1325, R01-416F e R01-581F não indicaram respostas oxidativas às espécies reativas de oxigênio (ERO) medida pela atividade da CAT. A cv. BRS 317, a R02- 1325 e a R01-581F foram sensíveis à peroxidação de lipídios nas folhas até 22 dias sob seca; e, nas raizes, a cv. BRS 317, a cv. Jackson e a R02-1325 aos 42 dias sob seca. As linhagens R01-581F e R02-1325 apresentaram potencial para uso em programas de melhoramento genético visando tolerância à seca moderada. === The biological nitrogen fixation (BNF) process is pivotal to the sustainability of soybean crop (Glycine max L. Merr.). However, drought may negatively affect the plant development, the efficiency of physiological processes, including BNF, and crop yield. The objective of this work was to evaluate the performance of soybean genotypes contrasting in BNF tolerance to drought concerning to BNF attributes, yield components and oxidative stress-related enzyme activities. The trial was carried out in greenhouse, in a randomized block design and 5 x 2 factorial arrangements, with five replications, considering five soybean genotypes (cv. BRS 317, cv. Jackson, R02-1325, R01-416F and R01-581F) and two levels of water availability (80% and 30% of field capacity - FC), assessed in three times up to 10 days, 22 days and 42 days of exposure to drought (30% FC) between flowering and grain filling stages. The seeds were inoculated with commercial inoculant containing 7.2 x 109 bacteria of Bradyrhizobium spp. per gram. The assessed variables were: concentration of ureides in folioles, petioles and nodules; concentration of total N, ammonium (NH4 +) and nitrate (NO3 -) in leaves; specific activity of the enzyme glutamine synthetase (GS) in nodules, superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) in leaves; lipid peroxidation in leaves and roots; number and dry weight of nodules; specific mass of nodules; leaf area; dry mass of shoots and roots; harvest index; number of pods and seeds; seed mass per plantand mass of thousand seeds. The water restriction reduced nodulation and increased ureides in nodules; it reduced the NH4 + and increased NO3 - in leaves; it did not reduce the GS activity in nodules in R02-1325 and cv. Jackson; and it decreased yield components it intensified after 42 days of drought exposure. Seed production decreased with drought, but cv. Jackson and R01-581F showed better performance when exposed to 10 days of drought; whereas cv. BRS 317 did up to 22 days. The line R02-1325 had higher yields under 80% of FC; when exposed to drought did not differ from the most productive genotypes. The increased in activity of SOD and CAT in leaves characterized the cv. BRS 317 up to 10 days and 22 days, and the cv. Jackson up to 42 days, as sensitive to reactive oxygen species (ROS). Lines R02-1325, R01-416F and R01-581F did not show oxidative responses to ROS based on the CAT activity. The genotypes cv. BRS 317, R02-1325 and R01-581F were sensitive to lipid peroxidation in leaves up to 22 days; whereas cv. BRS 317, cv. Jackson and R02-1325 in roots up to 42 days under drought. The lines R01-581F and R02-1325 showed best performance and promising potential for breeding programs aiming at tolerance to moderate drought.