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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Metabolismo de nitrogênio em plantas de milho inoculadas com dois gêneros de bactérias diazotróficas
Other Titles: Nitrogen metabolism in maize plants inoculated with two genera of diazotrophic bacteria
???metadata.dc.creator???: Dias, Albiane Carvalho 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Reis, Veronica Massena
First advisor-co: Santos, Leandro Azevedo
???metadata.dc.contributor.referee1???: Reis, Veronica Massena
???metadata.dc.contributor.referee2???: Alves, Bruno José Rodrigues
???metadata.dc.contributor.referee3???: Coelho, Irene da Silva
???metadata.dc.contributor.referee4???: Vidal, Marcia Soares
???metadata.dc.contributor.referee5???: Alves, Gabriela Cavalcanti
???metadata.dc.description.resumo???: O milho (Zea mays L.) é um dos principais cereais produzidos no mundo. A sua inoculação com bactérias diazotróficas descritas como promotoras de crescimento de plantas pode reduzir a demanda por fertilizantes nitrogenados e ao mesmo tempo os gastos associados a essa prática. Este estudo investigou como a inoculação das bactérias diazotróficas Azospirillum brasilense, Azospirillum baldaniorum e Herbaspirillum seropedicae em plantas de milho influenciaria a modulação da arquitetura da raiz e os parâmetros associados à taxa de absorção de nutrientes, especialmente de nitrogênio (N), sob diferentes condições de disponibilidade de N. Foram desenvolvidos seis experimentos, quatro em sistema hidropônico e dois em substrato estéril (areia+vermiculita) em casa de vegetação, a fim de verificar o metabolismo e a expressão de genes envolvidos na absorção e assimilação de N. Para isso, foram avaliadas nos tecidos vegetais as frações nitrogenadas, açúcares solúveis, a atividade das enzimas nitrato redutase e glutamina sintetase, a expressão gênica de isoformas de bombas de prótons (ZmHA2 e ZmHA4), transportadores de alta afinidade de nitrato (NO3-) (ZmNRT2.3, ZmNRT2.5 e ZmNRT3.1A) e das enzimas de redução e assimilação de N (ZmNR1, ZmNR2, ZmGS1.1, ZmGS1.5, ZmGS2 e ZmNADH-GOGAT). Parâmetros como acúmulo de biomassa, N total, eficiência do uso de N (EUN), área foliar e índice de clorofila também foram avaliados. A inoculação com as estirpes de Azospirillum baldaniorum (Ab)-Sp245 e Herbaspirillum seropedicae (Hs)-ZAE94 promoveram as maiores mudanças na arquitetura radicular, com melhora em todos os parâmetros avaliados, o que estava de acordo com o aumento da massa seca e acúmulo de N, mas dependente da data de amostragem e do ensaio. Incrementos no acúmulo de biomassa e N total em até 150 e 180%, respectivamente, foram encontrados no tratamento inoculado com Ab-Sp245 em relação ao controle. A inoculação com ambas as estirpes também promoveu incrementos superiores a 90% para comprimento, volume e área radicular. Os parâmetros avaliados melhoraram em função da maior disponibilidade de N. A Ab-Sp245 foi mais efetiva na maior absorção de macronutrientes, com maior velocidade de absorção de NO3- e proporcionou uma maior EUN sob baixo N. As mudanças provocadas pela inoculação no perfil de expressão gênica foram menos consistentes, somente após 2 h da indução do sistema de transporte de NO3- a Hs-ZAE94 aumentou a expressão de dois transportadores de alta afinidade de NO3- (ZmNRT2.3 e ZmNRT2.5) e duas isoformas de glutamina sintetase (ZmGS1.1 e ZmGS2) quando comparado ao controle, mas as encontradas no conteúdo de metabólitos solúveis e atividade enzimática indicaram melhoria no processo de assimilação de N nas plantas inoculadas. As mudanças na arquitetura radicular e a manutenção da absorção de N por unidade de área da raiz através da inoculação com Ab-Sp245 foi provavelmente o efeito principal.
Abstract: Maize (Zea mays L) is one of the world’s leading produced cereals. Its inoculation with diazotrophic bacteria described as plant growth-promoters can reduce the demand for nitrogen fertilizers and at the same time the costs associated with this practice. This study investigated how inoculation of the diazotrophic bacteria Azospirillum brasilense, Azospirillum baldaniorum and Herbaspirillum seropedicae in maize plants would influence the modulation of root architecture and the parameters associated with the absorption rate of nutrients, especially nitrogen (N), under different conditions of availability of N. Experiments were developed in a hydroponic system and sterile substrate (sand+vermiculite) in a greenhouse, in order to verify the metabolism and expression of genes involved in the absorption and assimilation of N. For this purpose, nitrogen fractions, the activity of the enzymes nitrate reductase and glutamine synthetase, the gene expression of proton pump isoforms (ZmHA2 and ZmHA4), high-affinity nitrate transporters (NO3-) (ZmNRT2.3, ZmNRT2.5 and ZmNRT3.1A) and N-reduction and assimilation enzymes (ZmNR1, ZmNR2, ZmGS1.1, ZmGS1.5, ZmGS2 and ZmNADH-GOGAT) were evaluated. Parameters such as biomass accumulation, total N, N use efficiency (NUE), leaf area and chlorophyll index were also evaluated. The inoculation with A. baldaniorum (Ab)-Sp245 and H. seropedicae (Hs)-ZAE94 strains promoted the greatest changes in root architecture, with improvement in all parameters evaluated, which was in agreement with the increase in dry mass and accumulation of N, but they were dependent on the date of sampling and experiment. Increases in the accumulation of biomass and total N of up to 150 and 180%, respectively, were found in the treatment inoculated with Ab-Sp245 in relation to the control. Inoculation with both strains also promoted increments greater than 90% for length, volume and root área. The parameters improved due to greater availability of N. The Ab-Sp245 was more effective in the greater absorption of macronutrients, with higher speed of absorption of NO3- and provided a greater NUE under low N. The changes caused by inoculation in the gene expression profile were less consistent, only after 2 h of induction of the NO3- transport system did Hs-ZAE94 increase the expression of two high-affinity NO3- transporters (ZmNRT2.3 and ZmNRT2.5) and two isoforms of glutamine synthetase (ZmGS1.1 and ZmGS2) When compared to the control, but those found in the content of soluble metabolites and enzymatic activity indicated an improvement in the N assimilation process in the inoculated plants. The shift in root architecture and the maintenance of N uptake per unit of root area through inoculation with Ab-Sp245 was probably the main effect.
Keywords: Azospirillum baldaniorum
Bactéria promotora de crescimento de planta
Herbaspirillum seropedicae
Nitrato
Zea mays L.
Plant growth-promoting bacteria
Nitrate
???metadata.dc.subject.cnpq???: Agronomia
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.initials???: UFRRJ
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto de Agronomia
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citation: DIAS, Albiane Carvalho. Metabolismo de nitrogênio em plantas de milho inoculadas com dois gêneros de bactérias diazotróficas. 2021. 134 f. Tese (Doutorado em Agronomia, Ciência do Solo) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica - RJ, 2021.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/6074
Issue Date: 30-Nov-2021
Appears in Collections:Doutorado em Agronomia - Ciência do Solo

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