Fontes de nitrogênio na fotossíntese, produção de alcaloides e voláteis foliares em Annona sylvatica A. St.- Hil.

Abstract

Para o nitrogênio (N) ser utilizado pela planta para síntese de metabólitos vegetais ele deve estar disponível nas fontes nitrato (NO3-) ou amônio (NH4+). O NO3- demanda mais energia do que o NH4+ para ser assimilado e incorporado em esqueletos carbônicos por necessitar de agentes redutores. O metabolismo do N está relacionado ao metabolismo do carbono (C), pois o N necessita de esqueletos carbônicos para sua incorporação e a assimilação de CO2 depende de um adequado suprimento de N para formação do aparato fotossintético. Além da relação entre N e C com o metabolismo primário, há relação também com o metabolismo especializado, envolvendo a síntese de compostos voláteis foliares formados por unidades de C e a síntese de alcaloides, que são compostos nitrogenados. Deste modo, o objetivo do presente trabalho foi analisar como o NO3- e NH4+ influenciam na fotossíntese e se há alteração na produção de alcaloides e voláteis foliares em Annona sylvatica em função das diferentes fontes de N. Para tanto, foi realizado experimento em esquema fatorial 4x3, sendo 4 tratamentos [NH4+, NO3-, NO3-:NH4+ e sem o fornecimento de N (S/ N)] e 3 épocas de coleta [30, 60 e 90 dias após o início do experimento (DAT)]. Foi observado que aos 90 DAT, as plantas que receberam NH4+ apresentaram maior taxa de assimilação líquida de CO2 (Anet) que as plantas que receberam NO3- e que não receberam N; a eficiência de carboxilação da enzima rubisco (Anet/Ci) foi maior em plantas cultivadas com NH4+; a concentração interna de CO2 na câmara subestomática (Ci) foi menor em plantas cultivadas com NH4+ em comparação com plantas cultivadas com NO3-:NH4+ e sem N (S/N); o tratamento com NH4+ apresentou maior rendimento quântico efetivo do fotossistema II (ΦFSII) que o tratamento S/N; a maior concentração de alcaloides totais e liriodenina foi observada em plantas cultivadas com NH4+. O NH4+ também teve efeito sobre o composto volátil foliar majoritário β-selineno, que apresentou menor porcentagem relativa e correlação negativa em comparação ao tratamento com NO3- aos 30 DAT. Portanto, pode-se concluir que o fornecimento diferenciado de fontes de N altera a fotossíntese, a produção de alcaloides e de compostos voláteis foliares.

For nitrogen (N) to be used by the plant for synthesis of plant metabolites it must be available through the sources nitrate (NO3-) or ammonium (NH4+). NO3- requires more energy than NH4+ to be assimilated and incorporated into carbon skeletons because it requires reducing agents. N metabolism is related to carbon (C) metabolism, since N requires carbonic skeletons for its incorporation and CO2 assimilation depends on an adequate N supply for photosynthetic apparatus formation. In addition to the relationship between N and C with primary metabolism, there is also a relationship with secondary metabolism, involving the synthesis of leaf volatiles compounds formed by units of C and the synthesis of alkaloids, which are nitrogen compounds. Thus, the objective of the present studie was to analyze how NO3- and NH4+ influence gas exchange, and if there is alteration in the production of alkaloids and leaf volatiles in Annona sylvatica, due to the supply of different N sources. 90 days after the beginning of the treatments (DAT), the plants that received NH4+ presented higher rate of net CO2 assimilation (Anet) than the plants that received NO3- and that did not receive N; the carboxylation efficiency of the rubisco enzyme (Anet/Ci) was higher in NH4+ plants; internal CO2 concentration in the substomatic chamber (Ci) was lower in NH4+ plants compared to NO3-:NH4+ plants and without N (S/N); NH4+ treatment showed higher effective quantum yield of photosystem II (ΦFSII) than S/N treatment. The highest concentration of total alkaloids and liriodenine was observed in plants grown with NH4+. NH4+ also had an effect on the major leaf volatiles compound, β-selinene, where it had a lower relative percentage and negative correlation compared to treatment with NO3- at 30 DAT. Therefore, the differentiated supply of N sources alters gas exchange, alkaloid production and leaf volatiles compounds.