Bioatividade de ácidos húmicos: efeitos sobre o desenvolvimento radicular e sobre a bomba de prótons da membrana plasmática

Abstract

Resumo -A bioatividade de ácidos húmicos (AH) isolados de lodo da estação de tratamento de esgoto (AHL) e de vermicomposto (AHV) foi avaliada pela ação dessas substâncias sobre o transporte de prótons através da membrana plasmática de células de raízes de café e milho e sua relação com o desenvolvimento dessas espécies. Houve estímulo da área superficial radicular em ambas as espécies cultivadas com ambos AH, mostrando uma concentração ótima em torno de 40 mg L -1 . Nessa condição, os tratamentos com AHL e AHV estimularam a H + -ATPase de membrana plasmática em plântulas de café e milho. Os AHL foram mais efetivos na promoção desses efeitos do que os AHV. A modificação do perfil cromatográfico dos AH em solução antes e após o cultivo das plântulas revelou que a interação planta-AH promoveu uma redistribuição das massas moleculares dessas substâncias, sugerindo uma dinâmica de mobilização de subunidades funcionais dos AH por exsudatos das raízes. A análise estrutural dos AH detectou a presença de grupamentos de auxina. A análise comparativa da ação desses dois AH sobre as espécies representantes de plantas monocotiledôneas (milho) e dicotiledôneas (café) apontam para a ativação da H + -ATPase de plasmalema como possível marcador metabólico de bioatividade dos ácidos húmicos.Termos para indexação: Zea mays, Coffea arabica, lodo residual, ácidos orgânicos, vermicomposto. Humic acids bioactivity: effects on root development and on the plasma membrane proton pumpAbstract -The bioactivity of humic acids (HA) isolated from sludge of the station of sewer treatment (HAL) and from vermicompost (HAV) was evaluated through the action of those substances on primary transport of protons of the plasma membrane of coffee and corn root cells and its relationship with the development of those species. A stimulation in the superficial area of roots was observed for both species cultivated with both humic acids, exhibiting an optimum concentration, about 40 mg L -1 of HA. In this condition the treatment with HAL and HAV stimulated the plasma membrane H + -ATPase of corn and coffee roots. HAL were more effective to promote those effects than HAV. The modification of the chromatographic profile of the HA in solution before and after the cultivation of the seedlings revealed that the interaction plant-HA promoted a rearrangement of the average molecular weight of those substances suggesting a dynamic mobilization of bioactive subunits of the HA by plant exudates. The structural analysis of the HA has detected the presence of auxin groups. A comparative analysis of the action of those HA on the monocotyledonous (corn) and dicotyledonous (coffee) plants indicates to the activation of plasmallema H + -ATPase as a possible metabolic marker for bioactivity of humic acids.

Chemical nature of soil humified fractions and their bioactivity

“…Moreover, it has also been reported that these substances can stimulate plant growth by the release of bioactive molecules with auxin like activities (Bottomley, 1917;Nardi et al, 1991;Canellas et al, 2002), and can directly affect enzymatic activities in several metabolic pathways . Façanha et al (2002) have found that humic acids isolated from vermicompost can induce the plasma membrane H + -ATPase activity and root development of maize. This effect was studied in detail by Canellas et al (2002), who described hormonal activity of these humic acids on lateral root development.…”

Biostimulation of inoculation with Glomus proliferum and application of humic acid in the in vitro growth of Lunularia cruciata

“…Garcia et al (2012b) studied the variation in HA exposure time and dose and found differences in the production of enzymes related to oxidative stress. Roots supplemented with humic substances present varying responses, including: positive influence on transportation and facilitation of the uptake of ions; increased respiration and rates of reactions that occur in the Krebs cycle, ensuring an increase in adenosine triphosphate (ATP) production; increased synthesis of nucleic acids and chlorophyll content and also an increase or inhibition of enzymes (Nannipieri et al 1993;Façanha et al 2002). In addition, biochemical mechanisms, such as ATPase activity, are stimulated by certain levels of HA (Varanini et al 1993;Berbara et al 1995;Façanha et al 2002;Canellas et al 2002).…”

“…Humic substances are present in vermicompost and soil, and are subdivided into three fractions: humin, humic acid (HA) and fulvic acid (Santos & Camargo 1999). The humic fractions influence soil fertility through the general improvement of physical and chemical conditions for biological activity and, moreover, because they contain physiologically active substances (Stevenson 1994;Façanha et al 2002;Canellas et al 2001Canellas et al , 2002Nardi et al 2007;Zandonadi et al 2007). Thus, HA may influence rhizospheric biota, particularly AMF (Lima 2008).…”

Promoção de enraizamento de microtoletes de cana-de-açúcar pelo uso conjunto de substâncias húmicas e bactérias diazotróficas endofíticas

“…A presença de N nos AH e de outros nutrientes nas cinzas dos AH é muito baixa (produzindo uma concentração de N de 9,4 x 10 -7 mol L -1 , Si = 1,92 x 10 -5 mol L -1 , Fe = 7,32 x 10 -6 mol L -1 , Al = 4,67 x 10 -7 mol L -1 , Zn = 2,8 x 10 -8 mol L -1 e de Cu = 7,7 x 10 -9 mol L -1 ), desta forma, efeitos nutricionais diretos ou associados ao aumento da solubilidade de complexos organominerais não poderiam justificar isoladamente a magnitude observada nos incrementos de crescimento radicular. Façanha et al, (2002) e Canellas et al (2002, relataram a possibilidades de efeitos estimulantes semelhantes aos dos hormônios vegetais, pois verificaram que AH isolados do mesmo vermicomposto são capazes de promover aumento na síntese de H + -ATPases de membrana plasmática (MP) em mono e dicotiledôneas. Essa enzima apresenta papel central na capacidade de adaptação das plantas ao ambiente, uma vez que fornece energia por meio da formação de um gradiente eletroquímico originado da hidrólise de ATP necessário tanto para a ação dos transportadores unipórteres e simpórteres, como para o aumento da concentração de H + no apoplasto, gerando pH ácido suficiente para ação de hidrolases capazes de romper ligações e favorecer o afrouxamento da parede celular e, por conseqüência, expansão de células, tecidos e órgãos vegetais.…”