Respostas fisiológicas de plantas de soja coinoculadas com diferentes microorganismos e submetidas ao alagamento em condições de elevado CO2

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Shimoia, Eduardo Pereira
• Orientador(a): Amarante, Luciano do
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Assimilação de CO2; Assimilação de nitrogênio; Bactérias diazotróficas; Fungos micorrízicos; Glycine max (L) Merril; Hipóxia; CO₂ assimilation; Diazotrophic bacteria; Hypoxia; Mycorrhizal fungi; Nitrogen assimilation
• Área do conhecimento CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/17639

O aumento do CO2 atmosférico tem motivado pesquisas sobre seus impactos na vida terrestre, com projeções indicando que os níveis atuais (419 µmol mol⁻¹) podem dobrar até o fim do século. Simultaneamente, cresce a área sujeita a alagamentos por irregularidades nas chuvas, com cerca de 17 milhões de km2 vulneráveis. O Brasil, maior produtor mundial de soja, depende da inoculação com bactérias diazotróficas para altos rendimentos. No Rio Grande do Sul, quarto maior produtor do pais, a soja é cultivada em rotação com arroz irrigado, em áreas com histórico de alagamentos. Embora o aumento de CO2 beneficie o metabolismo de carbono e nitrogênio em plantas C3, como a soja, o alagamento reduz fotossíntese e fixação biológica de nitrogênio por Bradyrhizobium. A coinoculação com Rhizophagus intraradices e Azospirillum brasilense destaca-se por mitigar estresses abióticos e melhorar o desempenho metabólico das plantas. Nesse contexto, é essencial investigar os efeitos combinados do aumento do CO2 atmosférico e do alagamento radicular, considerando também a influência da coinoculação na resposta fisiológica da soja a essas condicoes. Assim, este trabalho teve como objetivo elucidar adaptações no metabolismo do carbono e nitrogênio em plantas de soja coinoculadas com Bradyrhizobium elkanii, Azospirillum brasilense e Rhizophagus intraradices, cultivadas sob enriquecimento de CO2 e submetidas ao alagamento. Para isso, plantas de soja foram expostas a elevado CO2 (750 µmol mol⁻¹) e alagamento. No primeiro capítulo, plantas de soja foram cultivadas em vasos com solo, em câmaras de topo aberto com CO₂ ambiente (a[CO2], 420 µmol mol⁻¹) e elevado (e[CO2], 750 µmol mol-1). No estágio V5, foram submetidas a sete dias de alagamento seguidos por quatro dias de drenagem. Avaliaram-se as enzimas fermentativas (álcool desidrogenase e lactato desidrogenase), antioxidantes (superóxido dismutase, catalase e ascorbato peroxidase) e parâmetros biométricos, como massa seca da parte aérea e raízes. A coinoculação sob e[CO2] atenuou os efeitos do alagamento. Notavelmente, plantas inoculadas apenas com B. elkanii sob e[CO2] mostraram desempenho semelhante às coinoculadas sob a[CO2], indicando que a coinoculação reduz o estresse por alagamento com respostas fisiológicas comparáveis às de plantas sob e[CO2]. No segundo capítulo, em condições similares, foram avaliadas as trocas gasosas foliares, glicolato oxidase, glutamina sintetase, glutamato sintase e características biométricas. O e[CO2] aumentou significativamente as trocas gasosas, principalmente em plantas coinoculadas com Azospirillum (CA). De modo geral, o e[CO2] melhorou a fotossíntese e suprimiu a fotorrespiração, enquanto o CA mitigou o estresse fotorrespiratório causado pelo alagamento e preservou o metabolismo do nitrogênio. Os resultados mostram que a coinoculação com Azospirillum sob e[CO₂] aumenta sinergicamente a resiliência da soja ao alagamento, configurando uma estratégia sustentável para a agricultura. Por fim, no terceiro capítulo, avaliou-se a coinoculação foliar de Azospirillum em plantas de soja inoculadas inicialmente com Bradyrhizobium. Usando as mesmas variáveis do capitulo dois, foi possível verificar uma alta eficiência da coinoculação foliar de Azospirillum. Em condições normais de CO2, a coinoculação foliar é uma mais uma alternativa de coinoculação que resulta na mitigação dos efeitos deletérios do algamento. Conclui-se que a coinoculação com Azospirillum ou Rhizophagus é uma estratégia promissora para aumentar a tolerância da soja ao alagamento, especialmente em cenários de mudanças climáticas e CO2 elevado. Os resultados contribuem para o melhoramento de cultivares tolerantes e o avanço das técnicas de coinoculação em soja.