Regulação da absorção e assimilação do nitrogênio nas plantas

Abstract

A presente revisão tem por objetivo discutir os mecanismos de regulação da absorção e assimilação do nitrogênio nas plantas, de modo que a eficiência de uso desse nutriente seja aumentada. O nitrogênio é absorvido nas raízes sob a forma de NO3 - ou NH4 +, sendo então incorporado em aminoácidos na própria raiz ou na parte aérea. A taxa e a quantidade de nitrogênio absorvido e assimilado durante o ciclo da planta dependem da presença de carregadores específicos na membrana plasmática, da atividade das enzimas envolvidas no seu ciclo, da disponibilidade de energia necessária para os processos de absorção e assimilação e do estádio de desenvolvimento da planta. Inúmeros grupos de pesquisa têm centrado esforços na identificação dos pontos mais limitantes do metabolismo do nitrogênio nas plantas. Os limitadores têm sido relacionados com: a) a afinidade dos carregadores pelo nitrato e amônio; b) o suprimento de carboidratos às raízes; c) o nível de aminoácidos no floema radicular; d) a atividade das enzimas redutase do nitrato (RN), sintetase da glutamina (GS) e sintase do glutamato (GOGAT); e) a fonte de N suprida às plantas (NO3 - ou NH4 +); f) o local de assimilação do N (raiz ou parte aérea). Esses estudos têm mostrado que o metabolismo do N é multiregulado e integrado ao metabolismo geral da planta. A identificação de pontos metabólicos específicos que são mais limitantes para o incremento da produtividade é complexa. A perspectiva é que a clonagem dos transportadores de N poderá auxiliar os programas de melhoramento genético na obtenção de plantas mais eficientes na absorção do nitrogênio.

Nitrogen is absorbed as NO3 - or NH4 + and assimilated into aminoacids both in roots and shoots. Root absortion (rate and total amount) at each plant developmental stage depends on specific plasma membrane carriers, enzyme activity for reduction and assimilation and energy availability for both processes. Several research groups are trying to identify bottlenecks on nitrogen metabolism processes. The main limitations referred are: a) Carriers affinity for nitrate and amonium, b) Carbohydrate supply to roots, c) Phloem aminoacids level concentration, d) Nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS) and glutamate synthase (GOGAT) enzyme activity, e) N source (NO3 - or NH4 +) supplied, and f) Site of assimilation (root or shoot). These studies are showing that N metabolism is multi-regulated and integrated to plant general metabolism. The identification of specific metabolic steps that limit plant productivity is very complex. Cloning specific N carriers may help breeding programs in order to get more nitrogen efficient plants.