Aplicação foliar de indutor de lignificação promove aumento de lignina em tegumento de grão de soja

O objetivo desse trabalho foi avaliar o conteúdo de lignina no
tegumento de grão de soja cultivadas no campo após a aplicação foliar de indutor de lignificação PX.

Autores: Diego Eduardo Romero Gonzaga¹; Fabiano Aparecido Rios²; Rogério Marchiosi³, Osvaldo Ferrarese Filho⁴, Wanderley Dantas dos Santos⁵

Introdução

A biossíntese de monolignóis, seu transporte e a polimerização na parede celular, regulado por enzimas intrínsecas, é um processo bioquímico conhecido como lignificação (Monteiro et al., 2004). A lignina é uma macromolécula originada através da via dos fenilpropanoides, responsável pela sustentação, pelo crescimento e desenvolvimento do vegetal, além de aumentar a resistência contra fatores bióticos e abióticos (Boatright et al., 2004, Vance et al., 1980). A qualidade das sementes está relacionada com fatores genéticos, físicos, sanitários e fisiológicos (Krzyzanowski et al., 2008). O tegumento da semente de soja por apresentar pouca lignina oferece pouca proteção para a radícula, bem como pouca resistência a danos mecânicos (Alvarez et al. 1997).

Além disso, o aumento do conteúdo de lignina reduz os efeitos de umidade do ambiente sobre a semente devido a menor permeabilidade do tegumento (França Neto., et al 2000). Para o Brasil manter a posição no cenário mundial de produção de soja (Embrapa, 2018), estudos relacionados ao melhoramento e manutenção da qualidade de sementes são necessários (Neto & Krzyzanowski, 2003). Diante disso, estudos realizados na via de biossíntese de lignina elucidaram o mecanismo que induz o aumento de lignina em plantas (Ferrarese et al. 2000, dos Santos et al. 2004, Salvador et al. 2013). Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar o conteúdo de lignina no tegumento de grão de soja cultivadas no campo após a aplicação foliar de indutor de lignificação PX.

Material e Métodos

Durante a safra de 2017/2018, o experimento foi conduzido na Fazenda Experimental de Iguatemi da Universidade Estadual de Maringá localizada no noroeste do Estado do Paraná. O delineamento experimental foi realizado em cinco repetições em blocos inteiramente casualizados com parcelas de 5,0 m de comprimento e 3,0 m de largura, totalizando 15,0 m². A semeadura foi realizada no dia 19 de outubro de 2017, utilizando a cultivar BMX potência RR, com espaçamento entrelinhas de 0,45 m. De acordo com as recomendações da cultivar, o controle de doenças, insetos-praga e plantas daninhas foi realizado. A aplicação do indutor de lignificação foi feita através da pulverização foliar quando as plantas atingiram o estádio fenológico R5.1. Para isso, foi utilizado um pulverizador costal modelo XR11003 pressurizado por CO2 a 38 lb pol^-2.

O experimento apresentou testemunhas, sem promotor, e plantas tratadas com indutor na concentração de 5,0 mmol L^-1. Para melhor espalhamento do indutor sobre as folhas foi utilizado um adjuvante (Aureo®) na concentração de 0,5% V/V. A colheita das plantas foi realizada no mês de março de 2018, no estádio R9, descontando 0,5 m de bordadura para evitar possíveis contaminações, retirando cinco plantas de cada parcela. Após a colheita, foram separadas as sementes das plantas de cada parcela e, posteriormente, as sementes foram mergulhadas em água durante 12 horas para a remoção do tegumento. Os tegumentos foram transferidos para uma estufa a 60°C e, após a secagem, a biomassa foi triturada em um moinho. Para determinar o conteúdo de lignina, 300 mg de biomassa foram homogeneizados em 7 mL de tampão fosfato (50 mM, pH 7,0) e transferidas para tubos de centrífuga de 15 mL.

O material foi centrifugado por 5 minutos a 3200 rpm e lavado por sucessivas agitações com auxílio de um bastão de inox seguidas de centrifugação, de acordo com a sequência: cinco vezes com 7 mL de tampão fosfato (50 mM, pH 7,0); cinco vezes com 7 mL de Triton® 1% (v/v) preparado em tampão fosfato (pH 7,0); seis vezes com 7,0 mL de NaCl 1,0 M também em tampão (pH 7,0); seis vezes com 7,0 mL de água destilada e duas vezes com 5,0 mL de acetona. Após a centrifugação, o precipitado foi seco em estufa a 60°C por 24 h. O material obtido foi definido como a fração da parede celular isenta de proteínas. Após a parede celular isenta de proteínas, 20 mg desta biomassa foi adicionada a tubos de vidro com rosca contendo 0,5 mL do reagente brometo de acetila 25% (preparado em ácido).

Os frascos foram aquecidos por 30 minutos em banho maria a 70°C. Posteriormente, as amostras foram resfriadas em gelo e a reação foi interrompida pela adição de 0,9 mL de NaOH 2 M. Em sequência, 0,1 mL de hidroxilamina-HCl 7,5 M e 6 mL de ácido acético foram adicionados. Para a obtenção do sobrenadante, as amostras foram centrifugadas durante 5 minutos a 3200 rpm e o conteúdo de lignina foi quantificado por espectrofotômetro a 280 nm. Os valores foram expressos em mg.g^-1 de parede celular isenta de proteínas (PCIP) de acordo com a curva padrão (Adaptado de SU, 2005). Os resultados obtidos foram submetidos à análise para determinar a significância das diferenças entre as amostras realizando o teste t de student, com P≤0,05, através do programa Graph Pad Prism® (Versão 6,0).

Resultados e Discussão

De acordo com a Figura 1, o conteúdo de lignina foi influenciado pelo indutor de lignificação, pois houve 31% de aumento no conteúdo de lignina no tegumento de grão de soja. Segundo Neto & Kryzanowski (2003), como o conteúdo de lignina possibilita maior tempo de armazenamento de grãos, podemos inferir que o método de aplicação foliar do indutor de lignificação em plantas de soja pode ser um novo artificio para aumentar a rigidez da parede celular vegetal e, consequentemente, atuar na manutenção da qualidade dos grãos. A lignina também contribui com a proteção contra patógenos, interferindo na digestão enzimática dos componentes da parede celular (Siranidou et al. 2002, Lattanzio et al. 2006; Liu et al. 2018), bem como na proteção contra ataques de percevejos e no aumento de resistência a danos mecânicos gerados durante a colheita, garantindo qualidade dos grãos (Alvarez et al., 1997, Capelleti et al., 2005, Neto & Kryzanowski, 2003). Dessa forma, esse resultado permite inferir que o indutor de lignificação utilizado e a metodologia aplicada pode ser extremamente eficiente à proteção de sementes, podendo gerar uma nova classe de agroquímicos biodegradáveis e atóxicos capazes de induzir e aumentar a produção do conteúdo de lignina em tegumentos de grãos de soja sem a necessidade de intervenções genéticas.

Figura 1. Conteúdo de lignina no tegumento da soja.

Conclusão

A partir dos resultados é possível concluir que a aplicação do indutor de lignificação em plantas de soja (estádio R5.1), na concentração de 5,0 mmol L^-1 é eficiente no aumento do conteúdo de lignina no tegumento de grão de soja.

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Referências

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Informações dos autores

¹ Mestrando em Ciências Biológicas, Universidade Estadual de Maringá (UEM), Maringá/PR.

² Doutor em Agronomia, Universidade Estadual de Maringá (UEM), Maringá/PR.

³ Doutor em Ciências Biológicas, Universidade Estadual de Maringá (UEM), Maringá/PR.

⁴ Doutor em Ciências (Bioquímica), Universidade Estadual de Maringá (UEM), Maringá/PR.

⁵ Doutor em Ciências Biológicas, Universidade Estadual de Maringá (UEM), Maringá/PR.

Disponível em: Anais do II Congresso Online para Aumento de Produtividade do Milho e Soja (COMSOJA), Santa Maria, 2019.