RESUMO Este trabalho teve como objetivo comparar o desenvolvimento de cinco cultivares de soja produzidas no Estado de São Paulo, em situação de alagamento do sistema radicular, e avaliar a resposta das plantas ao nitrato nessa situação. No trabalho, foram analisadas a área foliar, a massa seca da parte aérea, o volume do sistema radicular e a massa seca do sistema radicular das cultivares de soja IAC Foscarin-31, IAC-23, IAC-17, IAC-24 e IAC-18, além de análise histológica do caule e da raiz principal da cultivar IAC-23, das plantas mantidas durante 28 dias alagadas. Todas as cultivares foram submetidas aos tratamentos: alagamento do vaso sem nitrato; alagamento com nitrato e alagamento com nitrato adicionado após sete dias de experimento. Os resultados indicam que a escolha da cultivar e a adição de nitrato devem ser levadas em consideração para o plantio em regiões com potencial para alagamento. A presença de nitrato foi benéfica para as cinco cultivares avaliadas. Na cultivar IAC-24 notou-se maior crescimento em presença de nitrato. A adição de nitrato sete dias após alagamento promoveu maior crescimento na cultivar IAC Foscarin-31. A presença de aerênquima no caule e na raiz principal de plantas alagadas foi constatada em todos os tratamentos, porém houve variação no arranjo das células parenquimáticas, o qual foi mais compacto nos tratamentos com nitrato.

ABSTRACT The aim of this study was to compare the growth of five cultivars of soybean produced in the State of São Paulo under conditions of flooding and evaluate the response of the plants to nitrate under such conditions. The study involved the analysis of leaf area, shoot dry mass, volume of the root system and root dry mass, using the soybean cultivars IAC Foscarin-31, IAC-23, IAC-17, IAC-24 and IAC-18, as well as a histological analysis of the stem and main root of the cultivar IAC-23, after being maintained for 28 days under flooding conditions. All cultivars were submitted to the following treatments: flooding of the root system without nitrate; flooding in the presence of nitrate; and flooding with nitrate added seven days after flooding. Our data indicate that the choice of cultivar and the use of nitrate should be taken into account for the planting of soybean in regions subject to flooding. The presence of nitrate during flooding was beneficial for all five cultivars tested. The cultivar IAC-24 presented the highest growth in the presence of nitrate. IAC Foscarin-31 was the most responsive cultivar to the addition of nitrate seven days after flooding, when considering plant growth. The presence of aerenchyma on the stem and main root of the flooded plants was observed for all treatments. However, variation occurred in the arrangement of parenchyma cells, this being more compact in the treatments with nitrate.

Soybean plants cultivated with 50, 100 and 200 mM of NaCl, revealed that root growth was less affected by salinity than shoots. Salinity led to a reduction in leaf area and an increase in water content of the roots. These factors could contribute to the adaptation of the plant, improving its hydration. Although nitrate and free amino acid levels were reduced by salt treatment in roots, protein content of leaves was not altered. Salinity led to alterations in xylem amino acid composition, with increases in Ser, Ala, Gaba and Pro and a decrease in Asn. Similar changes were seen for Asn and Ser in roots together with a much stronger increase in Gaba. It is suggested that the decline in Asn reflects its conversion to Ala and Gaba (via Glu) in the roots while the increase in Pro and Gaba could be related to the adaptation of the plant to salinity.

É conhecido que o nitrato melhora a tolerância de plantas à deficiência de oxigênio provocada pela inundação do sistema radicular. Porém, pouco se sabe sobre as causas deste fenômeno. Realizamos um estudo do metabolismo do nitrato em raízes de soja sob hipóxia, empregando plantas cultivadas em sistema hidropônico, após suspender a aeração e cobrir a superfície da solução nutritiva com óleo mineral. O consumo de nitrato no meio foi maior sob hipóxia do que normóxia. Porém, na presença de cloranfenicol o consumo em hipóxia foi reduzido de forma significativa. Houve acúmulo do nitrito no meio sob hipóxia e este acúmulo foi parcialmente eliminado por cloranfenicol. A redução do consumo de nitrato na presença de cloranfenicol foi atribuída à atividade bacteriana. O nitrato endógeno da raiz foi bastante reduzido sob hipóxia, indicando mobilização do mesmo. Apesar do transporte do nitrato até a parte aérea, via xilema, ter sido também reduzido sob hipóxia, a intensidade dessa redução foi dependente da concentração de nitrato no meio, o que indica que pelo menos uma porção do nitrato encontrado no xilema teve origem no meio. A atividade da redutase do nitrato da raiz também foi fortemente reduzida sob hipóxia, porém recuperou-se rapidamente com o retorno à normóxia. De modo geral, os dados estão de acordo com o envolvimento de duas rotas metabólicas para explicar o consumo do nitrato que não foi inibido pelo cloranfenicol: a redução de parte do nitrato em nitrito (apesar da menor atividade de redutase do nitrato), seguida pela sua liberação no meio (pelo menos um terço do nitrato consumido seguiu esta rota), e o transporte de nitrato à parte aérea Contudo, é muito pouco provável que estas duas rotas metabólicas expliquem o consumo de todo nitrato.

Nitrate is reported to improve tolerance of plants towards oxygen deficiency enabled by waterlogging of the root system, but the mechanism underlying the phenomenon remains poorly understood. We studied the metabolism of nitrate in roots exposed to hypoxia, using soybean plants growing in a hydroponic system after suspending aeration and covering the surface of the nutrient solution with mineral oil. Nitrate depletion from the medium was more intense under hypoxia than normoxia, but in the presence of chloramphenicol, consumption under hypoxia was significantly reduced. Nitrite accumulated in the medium in the state of hypoxia and this effect was partially eliminated by chloramphenicol. Nitrate consumption sensitive to chloramphenicol was attributed to bacterial activity. Endogenous root nitrate was strongly reduced under hypoxia indicating mobilization. Although the transport of nitrate to the shoot via the xylem was also reduced under hypoxia, the severity of this reduction was dependent on the concentration of nitrate in the medium, suggesting that at least some of the nitrate in the xylem came from the medium. Root nitrate reductase was also strongly reduced under hypoxia, but recovered rapidly on return to normoxia. Overall, the data are consistent with two main metabolic fates for chloramphenicol-insensitive nitrate depletion under hypoxia: the reduction of some nitrate to nitrite (despite the reduced nitrate reductase activity) followed by its release to the medium (at least one-third of the nitrate consumed followed this route), and the transport of nitrate to the shoot. Nevertheless, it is highly unlikely that these metabolic routes account for all the nitrate consumed.

A adaptabilidade de genótipos de milho a ambientes onde os nutrientes não estejam prontamente disponíveis pode ser relacionada com a adaptação à predominância, nos solos, das formas de N nítrica e amoniacal e à associação com microrganismos benéficos como as bactérias diazotróficas e, ou, promotoras de crescimento de plantas. O objetivo deste trabalho foi verificar o comportamento de dois híbridos intervarietais de milho sob diferentes doses e formas de N, assim como o efeito da inoculação com Azospirillum amazonense, em um ensaio em casa de vegetação, utilizando vasos preenchidos com vermiculita e solução nutritiva de Hoagland como fonte de nutrientes. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso em esquema fatorial, constituindo os tratamentos em: dois híbridos intervarietais, H1 (Carioca x Eldorado) e H2 (Palha Roxa ES x Sol da Manhã); plantas inoculadas ou não inoculadas com A. amazonense, e três regimes de N, conforme doses e proporções seguintes: 126 mg semana-1 de N (75 % NH4+ : 25 % NO3-); 126 mg semana-1 de N (25 % NH4+ : 75 % NO3-), e 12,6 mg semana-1 de N (50 % NH4+ : 50 % NO3-). Vinte e cinco dias após o plantio, as plantas foram separadas em raiz e parte aérea para determinação da matéria seca, conteúdos totais de N e P, atividade das enzimas nitrato redutase e glutamina sintetase e açúcares solúveis totais. O híbrido H1, mais eficiente em avaliações preliminares em campo, produziu mais matéria seca e apresentou maior eficiência na utilização de N e P. Plantas que receberam a maior dose de N, independentemente do predomínio da forma nítrica ou amoniacal, apresentaram maior acúmulo de N (nas raízes e parte aérea) e P (na parte aérea) e maior índice de utilização de P. Com o predomínio da forma amoniacal, observou-se incremento na produção de matéria seca da parte aérea e na atividade da glutamina sintetase, bem como decréscimo na concentração de açúcares solúveis totais nas raízes. A inoculação com A. amazonense promoveu maior produção de matéria seca e acúmulo de N nas raízes.

The adaptability of maize genotypes to environments where nutrients are not readily available may be related to an adaptation to the predominance of the soil nitric and ammoniacal forms of N and to the association with beneficial microorganisms such as diazotrohpic bacteria and/or plant growth promoters. The objective of this study was to evaluate the response of two maize intervarietal hybrids to different nitrogen doses and forms as well as the effect of inoculation with A. amazonense. The experiment was carried out in a greenhouse with pots filled with vermiculite and Hoagland nutrient solution. A three-factor randomized complete block design was used with treatments arranged in a factorial scheme represented by: H1 (Carioca x Eldorado) and H2 (Palha Roxa ES x Sol da Manhã) intervarietal hybrids; plants inoculated or not with A. amazonense; and three nitrogen proportions and doses: 126 mg week-1 of N (75 % NH4+ : 25 % NO3-); 126 mg week-1 of N (25 % NH4+ : 75 % NO3-); and 12.6 mg week-1 of N (50 % NH4+ : 50 % NO3-). After 25 days of growth the plant roots and shoots were separated for the determination of dry matter production, total N and P content, nitrate reductase and glutamine synthetase activity and total soluble sugars. The H1 hybrid, considered more efficient in preliminary field evaluations, produced greater dry matter and was more efficient in N and P utilization. In plants that received the highest N dose, independently of the predominance of the ammoniacal or nitric forms, the N (roots and shoots) and P (shoots) accumulation as well as the P utilization index were higher. Under the predominance of the ammonium-N plants grew more and the glutamine synthetase activity was increased, while the concentration of root total soluble sugars was lowered. The inoculation with A. amazonense resulted in higher root dry matter production and N accumulation.

O transporte de compostos nitrogenados orgânicos à parte aérea de plantas de soja, através da seiva do xilema, foi investigado para melhor entender as mudanças no metabolismo do sistema radicular sob hipoxia (primeiros 5 dias de alagamento) e com diferentes fontes de N no meio. O NO3- é benéfico à tolerância das plantas ao alagamento, enquanto que outras fontes de N, como o NH4NO3 e o NH4, não são. Contudo, na presença de NH4+ elevados níveis de aminoácidos foram transportados no xilema, demonstrando sua assimilação. Algum aumento no transporte de aminoácidos também ocorreu com a presença de NO3- durante o alagamento, mas não na ausência de N no meio. O transporte de ureídeos no xilema foi severamente reduzido durante o alagamento, demonstrando a inibição da fixação de N2 nessa condição. As proporções relativas de alguns aminoácidos no xilema demonstraram mudanças drásticas durante os tratamentos. Alanina aumentou acentuadamente com o sistema radicular sob hipoxia, especialmente com NH4+ como fonte de N, quando ela atingiu aproximadamente 70% dos aminoácidos presentes. Por outro lado, o ácido aspártico atingiu níveis muito baixos que foram inversos aos níveis de alanina, indicando ser ele a fonte imediata de N à síntese de alanina. Os níveis de glutamina também diminuíram numa maior ou menor extensão, dependendo da fonte de N presente. As mudanças na asparagina, um dos aminoácidos mais proeminentes na seiva do xilema, foram mais salientes no tratamento com NO3-, onde elas demonstraram um grande incremento, característica de plantas que trocam sua dependência de fonte de N da fixação de N2 para assimilação de NO3-. Os dados indicam que a menor eficiência do NH4+ durante o alagamento, em contraste com o NO3-, envolve metabolismo restrito de aminoácidos que pode ser resultante do dispêndio de energia para a destoxificação de NH4+.

The transport of organic N compounds to the shoot in the xylem sap of nodulated soybean plants was investigated in an attempt to better understand the changes in N metabolism under root hypoxia (first 5 days of flooding), with different sources of N in the medium. NO3- is beneficial for tolerance of plants to waterlogging, whereas other N sources such as NH4+ and NH4NO3, are not. Nevertheless, in the presence of NH4+ high levels of amino acids were transported in the xylem, consistent with its assimilation. Some increase in the transport of amino acids was also seen with NO3- nutrition during waterlogging, but not with N-free medium. Ureide transport in the xylem was severely reduced during waterlogging, consistent with impaired N2 fixation under these conditions. The relative proportions of some amino acids in the xylem showed dramatic changes during treatment. Alanine increased tremendously under root hypoxia, especially with NH4+ as N source, where it reached near 70 % of the total amino acids present. Aspartic acid, on the other hand, dropped to very low levels and was inversely related to alanine levels, consistent with this amino acid being the immediate source of N for alanine synthesis. Glutamine levels also fell to a larger or lesser extent, depending on the N source present. The changes in asparagine, one of the prominent amino acids of the xylem sap, were most outstanding in the treatment with NO3-, where they showed a large increase, characteristic of plants switching from dependence on N2 fixation to NO3- assimilation. The data indicate that the lesser effectiveness of NH4+ during waterlogging, in contrast to NO3-, involves restricted amino acids metabolism, and may result from energy metabolism being directed towards NH4+ detoxification.

O alagamento leva à hipoxia, um estresse ao qual a fixação simbiótica de N2 é muito sensível. Estudou-se a resposta da planta de soja nodulada ao alagamento do sistema radicular por 21 dias, na presença e na ausência de NO3- e NH4+ no meio. Avaliaram-se parâmetros de crescimento da planta e componentes nitrogenados orgânicos transportados à parte aérea através do xilema. A inundação diminuiu drasticamente a fixação de N2, independentemente da sua fonte, como indicaram os níveis de ureídeos na seiva do xilema. Na ausência de fonte de N, o desenvolvimento foi fortemente reduzido durante o alagamento e seu acúmulo na parte aérea foi pequeno. O alagamento na presença de 5 mM de NO3- ou NH4+ proporcionou acumulação de N total na parte aérea, mas somente o NO3- promoveu aumento na matéria seca total, estatura e área foliar das plantas acima do tratamento inundado sem N. Entretanto, seu acúmulo na parte aérea dos tratamentos inundados com NO3- e NH4+ foi menor que a testemunha não inundada. O incremento na matéria seca total, estatura e área foliar das plantas do tratamento com NO3- foi similar ao da testemunha não inundada. Os dados demonstram claramente o efeito benéfico do NO3- durante um período prolongado de alagamento do sistema radicular nodulado da soja.

Flooding leads to hypoxia, a stress to which symbiotic N2 fixation is especially sensitive. The response of fully nodulated soybean plants to a 21-day period of flooding was studied by measurements of growth parameters and xylem transport of organic nitrogenous components to the shoot, in the presence and absence of NO3- and NH4+ in the medium. Flooding was found to seriously impair N2 fixation, irrespective of the N source, as indicated by strongly reduced xylem ureide levels. In the absence of a source of N, growth was strongly reduced during flooding while accumulation of N in the shoot was virtually abolished. Flooding in the presence of 5 mM NO3- or NH4+ led to the accumulation of total N in the shoot but only NO3- promoted increases in total dry matter, plant height and leaf area above that found in the absence of N. The accumulation of N, however, was lower than that of the non-flooded control for both NO3- and NH4+. The increases in total dry matter, plant height and leaf area with NO3- was as high as those of the non-flooded control. These data clearly show the beneficial effects of NO3- during a prolonged period of flooding of the nodulated root system of soybean.

A principal fonte de proteínas vegetais para alimentação humana e animal é fornecida pelos grãos de cereais e leguminosas. O conteúdo de aminoácidos solúveis totais foi determinado por HPLC em endospermas de milho (Zea mays L.) normal e mutantes opaco e floury. A concentração de aminoácidos solúveis totais variou entre os mutantes. Os mutantes o11 e o13 se destacaram com médias superiores, enquanto que mutantes o10, fl3 e fl1 apresentaram as menores médias. De maneira geral, para a concentração total de aminoácidos solúveis, os grãos dos mutantes foram similares aos seus tipos selvagens com exceção dos mutantes o11 e fl1 sendo que o primeiro apresentou valor maior que seu tipo selvagem W22, enquanto que o fl1 teve valor menor que o Oh43. Para metionina, os mutantes o2 e o11 e o tipo selvagem Oh43 apresentaram as mais altas concentrações deste aminoácido. Valores similares foram observados entre os mutantes e os tipos selvagens para concentração de outros aminoácidos analisados, tais como lisina e treonina. As altas concentrações sugeridas originalmente para estes mutantes devem ser devidas aos níveis destes aminoácidos incorporados nas proteínas de reserva, mas não na forma solúvel.

For human nutrition the main source of vegetable proteins are cereal and legume seeds. The content of total soluble amino acids in mature endosperm of wild-type, opaque and floury maize (Zea mays L.) mutants were determined by HPLC. The total absolute concentration of soluble amino acids among the mutants varied depending on the mutant. The o11 and o13 mutants exhibited the highest average content, whereas o10, fl3 and fl1 exhibited the lowest average content. In general, the mutants exhibited similar concentrations of total soluble amino acids when compared to the wild-type lines, with the clear exception of mutants o11 and fl1, with the o11 mutant exhibiting a higher concentration of total soluble amino acids when compared to its wild-type counterpart W22 and the fl1 mutant a lower concentration when compared to its wild-type counterpart Oh43. For methionine, the mutants o2 and o11 and wild-type Oh43 exhibited the highest concentrations of this amino acid. Significant differences were not observed between mutants for other amino acids such as lysine and threonine. The high lysine concentrations obtained originally for these mutants may be due to the amino acids incorporated into storage proteins, but not those present in the soluble form.

As plantas, em condições naturais ou experimentais, podem ser submetidas à disponibilidade de O2 que varia desde os teores normais (normoxia), passando pela deficiência (hipoxia) ou até mesmo pela ausência (anoxia). Vários processos metabólicos são afetados pela deficiência de O2, porém os eventos mais estudados são aqueles relacionados à respiração e ao metabolismo de N. Na ausência de um aceptor eletrônico terminal na cadeia de transporte de életrons, o ciclo do ácido tricarboxílico passa a funcionar parcialmente e em ambas as direções. Ocorre a acidificação do citosol e o piruvato, produto da glicólise, é transformado em lactato e etanol, que representam as principais reações fermentativas das plantas. A alanina é o terceiro mais importante produto do metabolismo anaeróbico, sendo resultante de altas taxas de interconversão entre os aminoácidos em que as transaminases, tais como alanina aminotransferase, desempenham um papel importante. O acúmulo de alanina sob anaerobiose parece ser independente da fonte de N: NO3-, NH4+ ou N2 e o seu papel precisa ser esclarecido. Da mesma forma, ainda não está completamente entendido como o NO3- exerce seu efeito benéfico sobre a tolerância radicular à hipoxia em plantas encharcadas. Tais aspectos do metabolismo de N colocam desafios interessantes para as futuras pesquisas sobre as respostas das plantas à deficiência de oxigênio.

Plants, under natural or experimental conditions, can be subject to a range of O2 concentrations from normal (normoxia) through deficient (hypoxia) to total absence (anoxia). Many metabolic processes are affected by O2 deficiency but the most studied events are those related to respiration and metabolism of N. In the absence of a terminal electron acceptor for the electron transport chain, the tricarboxylic acid cycle functions only partially and in both directions. Acidification of the cytosol occurs and pyruvate, the product of glycolysis, is transformed to lactate and ethanol, which represent the main fermentation reactions in plants. Alanine is the third most important product of anaerobic metabolism, resulting from high rates of amino acid interconversion in which transaminases such as alanine aminotransferase play an important role. The role of alanine accumulation under anaerobiosis is not clear and appears to be independent of the source of N whether NO3-, NH4+ or N2. How nitrate exerts its beneficial effect on tolerance of root hypoxia in waterlogged plants is still not clearly understood. Such aspects of N metabolism pose interesting challenges for future research on metabolic responses of plants to oxygen deficiency.

Uma asparaginase dependente do K+ (E.C. 3.5.1.1.) foi purificada 1328 vezes a partir de testas de sementes imaturas de ervilha (Pisum sativum L., var. Bolero) e caracterizada. Anticorpos obtidos a partir da asparaginase purificada, usados como sonda em ensaios tipo "Western blot", reagiram com a banda da asparaginase de extratos semi-purificados. Entretanto, em ensaios realizados com extratos brutos de testas de ervilha, uma reação foi obtida com pelo menos 4 proteínas, entre elas a da asparaginase. O uso de anticorpos purificados por afinidade pelas 4 bandas mais evidentes do extrato bruto demonstraram um alto grau de especificidade para com as bandas de proteína das quais foram purificadas, indicando uma mistura de anticorpos específicos. A posição de eluição da atividade de asparaginase em Sephacryl S-200, bem como a sua mobilidade em PAGE não-denaturante relativo à BSA, sugere uma proteína de Mr 69.000. Em análise realizada por SDS-PAGE não foi obtida nenhuma evidência para a dissociação da proteína em subunidades, sugerindo que a proteína seja monomérica com Mr 69.000. Outras propriedades incluem um Km apparente de 2,4 mM, pI entre 4,5 e 5, e inibição competitiva pelo aspartato e pela glicina.

A K+-dependent asparaginase (E.C. 3.5.1.1.) was purified 1328-fold from the testas of immature pea seeds (Pisum sativum L., var. Bolero) and characterized. Antibodies raised against purified asparaginase cross-reacted with the putative asparaginase band in Western blot analyses of semi-purified extracts. However, for crude extracts of pea testas, a cross-reaction was obtained with at least four protein bands, one of which was asparaginase protein. Affinity-purified antibodies to the four strongest bands of crude extracts were fairly specific for the bands from which they were purified, suggesting a mixture of specific antibodies. The Mr of asparaginase was 69,000 by Sephacryl S200 chromatography and also by mobility on native PAGE relative to BSA. There was no evidence for dissociation into subunits on SDS-PAGE, suggesting a monomeric protein of Mr 69,000. Other properties include an apparent Km of 2.4 mM, pI between 4.5 and 5, and competitive inhibition by aspartate and glycine.

Com o objetivo de identificar parâmetros que possam ser utilizados em programas de melhoramento genético em milho para uso eficiente de N, duas cultivares de milho contrastantes quanto ao uso deste nutriente, Sol da Manhã NF (eficiente) e Catetão (não-eficiente), foram avaliadas em dois experimentos conduzidos no campo e em casa de vegetação, respectivamente, sob nível baixo e alto de N. Os caracteres avaliados foram: teor e conteúdo de N em diferentes partes da planta; massa seca; peso dos grãos e de diferentes partes da planta; biomassa, e atividade das enzimas nitrato redutase e glutamina sintetase. O mecanismo de translocação de N e de fotoassimilados para os grãos e a relação fonte/dreno foram importantes para diferenciar a cultivar eficiente da não-eficiente. Conteúdo de N nos grãos e total das plantas, peso do sabugo e relação peso de espiga/matéria seca foram importantes para caracterizar a cultivar Sol da Manhã NF eficiente no uso do N. A atividade das enzimas glutamina sintetase (reação da transferase) e nitrato redutase não foram eficientes para discriminar as cultivares em estudo.

In order to identify useful parameters for maize genetic breeding programs aiming at a more efficient use of N, two maize varieties of contrasting N efficiency, Sol da Manhã NF (efficient) and Catetão (inefficient) were compared. Experiments were carried out under field and greenhouse conditions, at low and high N levels. The parameters analysed included total and relative plant and grain N content, biomass and the activities of nitrate reductase and glutamine synthetase in different parts of the plant. It was found that the translocation efficiency of N and photoassimilates to the developing seeds and the source-sink relations were significantly different for the two varieties. N content of the whole plant and grain, cob weight and the relative ear dry weight were useful parameters for characterizing the variety Sol da Manhã NF as to its efficient use of N. Enzymes activity of glutamine synthetase (transferase reaction) and nitrate reductase did not differ among the varieties.

Com o objetivo de verificar as possibilidades do melhoramento genético em milho para o uso eficiente do nitrogênio, famílias endogâmicas S1 das populações Sol da Manhã NF e Catetão foram avaliadas em látices simples 10 X 10, no campo experimental da MITLA AGRÍCOLA LTDA, em Uberlândia, MG, no ano agrícola de 1994/95. Com base nos dos dados de produção de grãos, escolheram-se as três melhores e as três piores famílias endogâmicas S1. Essas famílias foram reunidas, formando quatro sub populações denominadas NFB (melhores famílias da variedade Sol da Manhã NF), NFR (piores famílias da variedade Sol da Manhã NF), CATB (melhores famílias da variedade Catetão) e CATR (piores famílias da variedade Catetão). Essas sub-populações foram avaliadas sob condições de casa-de-vegetação. O delineamento experimental utilizado foi o fatorial com disposição dos tratamentos em blocos ao acaso. A parcela experimental constituiu-se de vasos com quatro plantas. Colocou-se solução nutritiva modificada de Hoagland nos vasos a partir do sétimo dia. Neste estudo, trabalhou-se com quatro regimes de nitrogênio, variando as formas de NO3- e NH4+ e tivemos então, quatro soluções de Hoagland modificada com as seguintes proporções: 75% NO3- : 25% NH4+; 25% NO3- : 75% NH4+; 50% NO3- : 50% NH4+ e 5% NO3- : 5% NH4+. Aos vinte e cinco dias após o plantio, foram determinadas as atividades das enzimas nitrato redutase e glutamina sintetase (método da transferase e sintetase) nas folhas, utilizando-se a terceira folha desenvolvida de cima para baixo das quatro plantas do vaso. As atividades da glutamina sintetase (reação da transferase) e nitrato redutase foram eficientes para discriminar as famílias endogâmicas S1 e podem ser utilizadas como parâmetros bioquímicos em programas de seleção genética à visando eficiência no uso de nitrogênio.

The possibility of improving nitrogen use efficiency in maize was investigated using S1 endogamic families of the populations Sol da Manhã NF and Catetão. A simple 10 X 10 lattice design was adopted and the trials carried out at the experimental field of MITLA AGRÍCOLA LTDA, in Uberlândia, State of Minas Gerais, during the 1994/95 planting season. Based on grain production figures, the three best and three worst performing S1 endogamic families were selected for this study. These were pooled to form four sub-populations denominated NFB, NFR (the best and worst families, respectively, of the Sol da Manhã NF variety), CATB and CATR (the best and worst families, respectively, of the Catetão variety). Each of these sub-populations was evaluated under greenhouse conditions. The experimental design was factorial with treatments arranged in randomized blocks. Sample replicates consisted of pots with four plants. Feeding with modified Hoagland’s nutrient solution began on the seventh day after sowing. The study involved four nitrogen regimes, where varying proportions of NO3- and NH4+ were formulated, such that the nutrient solution contained the following mixtures: 75% NO3- : 25% NH4+; 25% NO3- : 75% NH4+; 50% NO3- : 50% NH4+ (all high N mixtures) and 5% NO3- : 5% NH4+ (low N mixture). Twenty-five days after planting, the activities of the enzymes nitrate reductase and glutamine synthetase (transferase and synthetase assays) were determined for the leaves using the third topmost expanded leaf of the four plants in each pot. The data show that glutamine synthetase (transferase assay) and nitrate reductase activities were efficient in discriminating the S1 endogamic families and could therefore be useful biochemical parameters in breeding programs seeking nitrogen use efficiency.

Treze espécies de Crotalaria foram analisadas quanto aos compostos nitrogenados presentes na seiva do xilema. Os aminoácidos foram os principais compostos nitrogenados encontrados, e apenas traços de ureídeos estavam presentes. Uma análise da composição de aminoácidos realizada para quatro espécies revelou que a asparagina é o aminoácido predominante, representando mais de 68% do nitrogênio transportado. Nenhum desvio marcante deste padrão foi encontrado entre espécies, entre plantas noduladas e não-noduladas e nem entre estádios florais e vegetativos. Chegou-se a conclusão de que as espécies aqui estudadas possuem metabolismo de nitrogênio baseado na asparagina, concordando com dados da literatura para muitas outras espécies de leguminosas que pertencem à categoria de não-produtoras de ureídeos.

Thirteen species of Crotalaria were analysed for nitrogen compounds in the xylem root bleeding sap. Amino acids were the main form of organic nitrogen found, but only traces of ureides were present. Of the four species analysed for amino acid composition, asparagine was found to be the major amino acid, accounting for over 68% of the nitrogen transported. No striking deviations from this general pattern was found between species, between vegetative and floral stages of development, or between nodulated and non-nodulated plants. It was concluded that the Crotalaria species studied here have an asparagine-based nitrogen metabolism, consistent with many other non-ureide-producing legume species.

Estudou-se a variabilidade genética em couve (Brassica oleracea L. var. acephala D.C.) tipo manteiga por intermédio do polimorfismo enzimático em gel de poliacrilamida e do polimorfismo de DNA, denominado RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), com base na amplificação de segmentos de DNA ao acaso. Avaliaram-se quinze clones de couve-manteiga do Banco Ativo de Germoplasma do Instituto Agronômico (IAC), utilizando-se extratos de folhas para análise de isoenzimas e marcador RAPD com os "primers" dos kits A e B da Operon Technologies. Entre as isoenzimas estudadas, as mais polimórficas foram as fosfoglucomutase (PGM), peroxidase (PRX) e esterase (EST), tendo o sistema PGM realizado a melhor caracterização. Verificou-se a ocorrência de variabilidade genética por meio de isoenzimas e RAPD, porém não foi observada a similaridade entre os dendrogramas obtidos por ambos os tipos de marcadores, sugerindo que as isoenzimas forneceram menos informação sobre o genoma. A maior eficácia do RAPD foi devida à possibilidade de processar maior número de análises, evidenciando mais detalhes sobre o genoma.

Genetic variability of kale plants (Brassica oleracea L. var. acephala D.C.) was studied by means of enzymatic polymorphism using polyacrilamide gel electrophoresis and a DNA polymorphism assay based on RAPD. Fifteen clones of kale var. acephala from IAC germplasm collection were studied. Leaf extracts were analysed for isozymes and RAPD markers using A and B kits of primers. Isozyme polymorphism was observed for phosphoglucose mutase (PGM), peroxidase (PRX) and esterase (EST) and was higher for PGM. Differences among clones were observed by isozymes and RAPD, however, the dendrograms obtained from both kinds of markers were dissimilar, suggesting that the isozymes provided less information than RAPD about the genome. The superior efficiency of the RAPD was due to its ability to process a larger number of samples, making details about genome more evident.

Estudou-se, mediante polimorfismo enzimático em gel de poliacrilamida, a variabilidade genética das espécies de laranja-doce (Citrus sinensis); laranja-azeda (C. aurantium); tangerinas clementina (C. clementina), sunki (C. sunki), cleópatra (C. reshni) e poncã (C. rsticulata); lima-da-pérsia (C. limettioides); limão-galego (C. aurantifolia); limão-cravo (C. limonia) e trifoliata (Poncirus trifoliata). Extratos de folhas foram analisados para as isoenzimas de malato deidrogenase (MDH), enzima málica (ME), leucino amino peptidase (LAP), glutamato oxaloacetato transaminase (GOT), fosfoglucoisomerase (PGI), fosfoglucomutase (PGM) e isocitrato deidrogenase (IDH). Verificou-se grande variabilidade genética interespecífica, porém nenhuma entre os cultivares de laranja-doce. Foram encontradas algumas aloenzimas, além das referidas pela literatura em gel de amido, como aquelas de uma região próxima ao loco conhecido por Pgm-1, responsável por proteínas monoméricas. Este sistema, denominado PGM, revelou a maior diferenciação entre as espécies, tendo apresentado duas regiões distintas com 9 alelos. No sistema MDH, foram considerados dois locas codificando para proteínas diméricas com 7 alelos; no ME, um loco com 3 alelos; no LAP, possivelmente dois locos responsáveis por proteínas monoméricas com 4 alelos; no GOT, dois focos com 7 alelos; no PGI, um loco com 3 alelos e no IDH, um loco com 4 alelos.

The genetic diversity of citrus cultivars was studied by polyacrylamide gel electrophoresis on sweet orange (C. sinensis); tangerines (C. clementine, C. sunki, C. reshni, C. reticulata); Palestine lime (C. Iimettioides); West Indian lime (C. aurantifolia); Rangpur lime (C. limonia), Sour orange (C. aurantium) and Poncirus trifoliata. Citrus leaf extracts were analysed for isozymes of malato dehidrogenase (MDH), malic enzyme (ME), leucine aminopeptidase (LAP), glutamate oxaloacetate transaminase (GOT), phosphoglucose isomerase (PGI), phosphoglucose mutase (PGM) and isocitrate dehydrogenase (IDH). Interespecific differences were observed; but, none between intraespecific C. sinensis cultivars. Some allozymes were observed in addition to those reffered in the literature on starch gel; e.g., allozymes located next to the known Pgm-1 loci. The PGM system revealed the best differentiation between the cultivars. It showed monomeric proteins and 9 alleles. The MDH system had two loci with 7 alleles; the ME system one locus with 3 alleles; the LAP system one possible locus next to the known Lap-1 and 4 alleles; the GOT two loci for dimeric proteins with 7 alleles; the PGI one locus with 3 alleles; and, the IDH one locus with 4 alleles.

Plantas de soja inoculadas com Rhizobium japonicum foram cultivadas em vermiculita com solução nutritiva sem nitrogênio, em casa de vegetação, no Centro Experimental de Campinas, do Instituto Agronômico. Foi estudado o efeito quanto aos níveis de ureídeos (alantoína e ácido alantóico), aminoácidos (total e qualitativo por analisador de aminoácidos), NO3- e NH4+, encontrados na seiva do xilema. Para esse fim, as plantas (noduladas) foram tratadas durante sete dias com soluções nutritivas contendo os íons NO3- (15mM) ou NH4+ (10mM) aplicadas próximo à época de floração, ou sem nitrogênio (controle). O ácido alantóico predominou em relação à alantoína, e essa proporção tendeu a aumentar com a exposição da planta a N-mineral. O transporte de nitrogênio total pelo xilema foi maior para o processo de fixação de N2, decrescendo para o de absorção de NH4+ e para o de absorção de NO3-, sugerindo que o transporte de nitrogênio tenha dependido da interação entre presença de N-mineral no solo e disponibilidade de energia. A fixação de N2, processo mais dispendioso de energia, possibilita maior produção de ureídeos, que exportam mais nitrogênio que os aminoácidos. A asparagina foi o aminoácido encontrado em maior quantidade no xilema, independente do tratamento. O tratamento NH4+ não alterou o teor de N-NH4+, mas aumentou o nível de glutamina e asparagina em comparação com o tratamento NO3-, que, por sua vez, aumentou o teor de ácido aspártico e o de N-NO3-. Esses resultados sugerem que a diferenciação na formação de aminoácidos decorreu dos processos específicos de absorção de nitrogênio.

Soybean plants, inoculated with Rhizobium japonicum, were grown in vermiculite with a nitrogen free nutrient solution in a greenhouse, in the Experimental Station of Campinas, Instituto Agronômico, State of São Paulo, Brazil. The effects of NO3- and NH4+ were studied in terms of ureide and amino acid levels in the xylem sap. Nodulated plants were treated with nutrient solution either containing NO3- (15 mM), or NH4+ (10 mM), or without nitrogen (control) for 7 days, near the flowering period. Higher proportion of alantoic acid was found relative to allantoin, and this proportion increased in plants grown on mineral N. The NH4+ ion had an intermediary effect compared to the other N-assimilatory processes, with respect to the quantity of N transported to the aerial parts, suggesting that the mecanism of transport depended on the interaction between the soil mineral nitrogen and the energy available. Asparagin was the amino acid in the greatest quantity in the xylem, independent of the treatment. Ammonium did not alter the levels of N-NH4+ in the sap, but increased slightly the level of NO3-. Nitrate caused slight increase in aspartic acid and large in NO3- content in the sap. These results suggested that the differences in the amino acid synthesis proceeded of a specific pathway of nitrogen uptake.