Conteúdo Relativo de Água, Teor de Prolina e stres hidrico no milho

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NOTA CIENTÍFICA 
 
Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p. 918-920, jul. 2007 
 
 
Introdução 
Em condições naturais e agriculturáveis, as plantas 
estão freqüentemente expostas ao estresse ambiental. 
Alguns fatores dessa natureza, como a temperatura do ar, 
por exemplo, podem se tornar estressantes em poucos 
minutos; enquanto outros, como conteúdo de água no 
solo, podem levar dias ou até semanas. Além disso, o 
estresse desempenha um papel importante na 
determinação de como o solo limita a distribuição de 
espécies vegetais, Taiz & Zeiger [1]. 
A deficiência hídrica é considerada a maior causa de 
redução na produtividade agrícola em clima tropical. 
Porém, como existe uma variabilidade na adaptação à 
seca entre espécies e dentro da espécie, deve-se avaliar o 
comportamento de diferentes materiais genéticos, em 
condições de seca, para a recomendação de cultivo de 
acordo com Blum [2]. Com o milho na região tropical 
verifica-se que 95% do cultivo são feitos em áreas 
sujeitas a um déficit hídrico, que causa uma queda de 
10% a 50% da produção, em 80% da área cultivada, 
Bolaños & Edmeades [3]. Um dos mecanismos de 
adaptação à seca no milho é o acúmulo de solutos 
osmoticamente ativos na célula, em relação às plantas 
bem hidratadas. Tal fenômeno, chamado de ajustamento 
osmótico, permite a manutenção da turgescência, 
crescimento e fotossíntese, sob baixos valores de 
potencial hídrico de folha, Morgan [4]. 
Durante períodos de déficit hídrico, muitas mudanças 
ocorrem na planta. Essas mudanças dependem da 
severidade e da duração do estresse, do genótipo, do 
estádio de desenvolvimento e da natureza do estresse, 
Kramer [5]. A maioria dessas modificações visa a manter 
o crescimento e a reprodução da planta em ambientes 
com limitações na disponibilidade de água. Uma das 
mais bem documentadas respostas 
fisiológicas/moleculares ao déficit hídrico em plantas é a 
habilidade de algumas espécies de ajustar osmoticamente 
suas células. Durante a seca, plantas superiores 
ativamente acumulam açúcares, ácidos orgânicos e íons 
no citosol para diminuir o potencial osmótico e, 
conseqüentemente, manter o potencial hídrico e o turgor 
de suas células próximo do nível ótimo, Bray 
[6]. Acúmulos de prolina foram observados por Aspinall 
& Paleg [7] em tecidos foliares de diversas espécies 
quando submetidos às condições de estresse hídrico, 
calor e salinidade. Como variações genotípicas na 
capacidade de acumular prolina foram também 
constatadas, observadores estabeleceram correlações 
entre estas alterações e os níveis de tolerância ao estresse 
ambiental. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito 
da desidratação sobre teor de prolina, carboidratos 
solúveis totais e conteúdo relativo de água em tecidos 
foliares de duas cultivares de milho [Zea mays L. (cv. 
Pontinha e cv. Dente de Cavalo)]. 
 
Material e métodos 
O experimento foi conduzido em condições de Casa 
de Vegetação do Instituto de Ciências Agrária (ICA) da 
Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA) sem 
controle de condições locais e ambientais. O substrato 
utilizado para o crescimento das plantas foi constituído 
de terra preta e esterco de pato curtido na proporção de 
3:1, utilizando-se vasos de 2(dois) kg com o substrato 
citado. As sementes de milho (Zea mays L. cv. Pontinha 
e cv. Dente de Cavalo), foram fornecidas pela 
Universidade Federal Rural da Amazônia. O 
delineamento experimental foi inteiramente casualizado 
em fatorial tipo 2 x 2 (condições hídricas x cultivares) 
com 6 repetições, totalizando 24 parcelas. Foram 
utilizados, um tratamento controle (mantido na 
capacidade de campo) e um tratamento com estresse 
hídrico de 5(cinco) dias. 
O desbaste foi feito 14 dias após a germinação das 
sementes, deixando-se 2(duas) plantas por vaso. As 
plantas ficaram em Casa de Vegetação durante 
40(quarenta) dias, incluindo os cinco dias de estresse. 
Após esse período, as mesmas foram levadas para o 
laboratório de Fisiologia Vegetal da UFRA, onde foram 
realizadas as análises dos teores de prolina segundo o 
método de Bates, Waldren e Teare [8], os níveis de 
carboidratos solúveis totais foram obtidos de acordo com 
Dubois, Gilles, Hamilton, Rebers, Smith [9] e o conteúdo 
relativo de água pelo método de Slavick [10]. Os 
resultados foram submetidos à análise de variância e as 
médias dos tratamentos foram comparadas por Tukey ao 
nível de 5% de probabilidade segundo Gomes [11]. 
 
Resultados e Discussão 
 Houve diferença significativa entre os tratamentos, no 
Conteúdo Relativo de Água, Teor de Prolina e 
Carboidratos Solúveis Totais em Folhas de Duas 
Cultivares de Milho submetidas a Estresse Hídrico 
 Patrícia Surama Parise Maia1, Cândido Ferreira de Oliveira Neto1, Diana da Silva Castro2, 
Joze Melisa Nunes de Freitas3, Allan Klynger da Silva Lobato3e Roberto Cezar Lobo da Costa4 
________________ 
1. Mestrando em Biologia Vegetal Tropical, UFRA, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, PA, Brasil. 
E-mail: neto.fsvegetal@hotmail.com. 
2. Acadêmica do Curso de Agronomia. UFRA, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, PA, Brasil 
3. Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/UFRA, UFRA, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, PA, Brasil. 
4. Professor e pesquisador da UFRA, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, PA, Brasil. 
 
Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p. 918-920, jul. 2007 
 
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qual verificou-se um incremento nos teores de prolina 
nas folhas para ambas cultivares (Figura 1), os teores de 
prolina na cultivar dente de cavalo variaram e 0,179 
μmol de prolina/g MS nas túrgidas a 0,591 μmol de 
prolina/g MS nas plantas sob estresse hídrico, revelando 
um acréscimo de 230,17%, enquanto que na cultivar 
pontinha, o acréscimo foi de 103,13%, variando de 0,192 
μmol de prolina/ g MS no tratamento controle para 0,390 
μmol de prolina/g MS nas plantas sob déficit hídrico 
(Tabela 1). Resultados semelhantes foram obtidos com 
trigo por Strauss & Agenbag, [12]. O aumento dos teores 
de prolina nas plantas de trigo sob déficit hídrico poderia 
ser atribuído ao aumento das atividades das enzimas 
envolvidas na síntese deste aminoácido Kandpal & Rao 
[13] ou à inibição da oxidação da prolina Kiyosue, 
Yoshiba, yamaguchi-shinozaki, Shinozaki [14]. Este 
experimento demonstrou que a diminuição do potencial 
hídrico da folha aumentou os níveis de prolina devido o 
mesmo ter a função de ajustador osmótico em plantas 
sob desidratação, segundo Costa [15]. 
O acréscimo deste aminoácido, está relacionado com a 
diminuição conteúdo relativo de água nos tecidos 
foliares (figura 3), confrontando os resultados verificou-
se que a variedade de milho dente de cavalo obteve 
maior acúmulo de prolina em suas folhas quando 
comparada a variedade pontinha, este aumento nos níveis 
de prolina (Figura 1) ocorreu, provavelmente, através do 
aumento da atividade e/ou concentração de enzima P-
5CR e/ou diminuição da degradação mitocondrial desse 
iminoácido, Costa [15]. 
Nos carboidratos solúveis totais verificou-se a elevação 
de sua concentração nas folhas, o déficit hídrico de cinco 
dias aumentou significativamente os teores de 
carboidratos solúveis totais para ambas variedades, no 
qual os teores de carboidratos solúveis totais variaram na 
cultivar dente de cavalo de 0,754 mmol de GLU/ g MS 
nas túrgidas a 0,923 mmol de GLU/ g MS nas plantas 
sob estresse hídrico, portanto, houve um acréscimo de 
80,74%. Nos teores de carboidratos solúveis totais da 
variedade Pontinha o aumento foi de 76,51% (Figura 2), 
tal aumento está relacionado à finalidade de se manter o 
nível de água da folha e induzir um ajustamento 
osmótico na planta, visando o equilíbrio osmótico da 
célula, Kerbauy [16]. 
 Com relação ao conteúdo relativo de água observa-se 
que as cultivares mostraram comportamento semelhante 
(Figura 3), confrontando os resultados verificou-se que a 
variedade de milho Dente de Cavalo obteve maior 
acúmulo de carboidratosem suas folhas. Isto se deve ao 
fato de que com a diminuição do nível de água do solo, a 
planta responde osmoticamente com o aumento dos 
teores desses carboidratos, no sentido de se adaptar ou se 
ajustar ao ambiente com falta de água, concordando com 
Bray [17], durante a seca. Plantas adaptadas acumulam 
açúcares, ácidos orgânicos e íons no citosol para 
diminuir o potencial osmótico e, conseqüentemente, 
manter o potencial hídrico e o turgor de suas células 
próximo do nível ótimo, Bray [17]. 
 
Referências 
[1] TAIZ, L.; ZEIGER, E. 2004. Fisiologia Vegetal, Editora 
ARTMED, 3ªed, Porto Alegre/RS. 
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interpretation of adaptation. In: BELHASSEN, E. . Drought 
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molecular biological analysis. Dordrecht: Kluwer Academic. 
p.57-70. 
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proceedings. Sete Lagoas: Embrapa-CNPMS / Ciudad del 
México: CIMMYT/UNDP. p.397-431. 
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v.35, p.299-319. 
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[6] BRAY, E. A. 1997. Plant responses to water deficit. Trends in 
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Physiology and Biochemistry of Drought Resistancein Plants. 
Australia: Academic Press. p. 206-241. 
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communication. Plant and Soil. V. 39: 205-207. 
[9] DUBOIS, M. GILLES, K. A. , HAMILTON, J. K. , REBERS, P. 
A. , SMITH, F. 1956. Colorimetric method for determination of 
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 [10] SLAVIK, B. 1974. Methods of studying plant water relations. 
New York, Springer-Verlag. 449 p.. 
[11] GOMES, F. P. 2000. Curso de estatística experimental. 14° ed. 
Piracicaba: USP. 477p. 
[12] STRAUSS, J. A.; AGENBAG, G. A. A. 1998. Comparison of 
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aestivum L.). South African Journal of Plant and Soil, Pretoria, 
v. 15, p. 121-122. 
[13] KANDPAL, R. P.; RAO, N. A. 1982. Water stress induced 
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ragi (Eleusine coracana) leaves. Biochemistry International, 
Marvickville, v. 5, p. 297-302. 
[14] KIYOSUE,T.; YOSHIBA, Y.; YAMAGUCHI-SHINOZAKI, K.; 
SHINOZAKI, K. A. 1996. Nuclear gene encoding mitochondrial 
proline dehydrogenase: an enzyme involved in proline 
metabolism, is upregulated by proline but down regulated by 
dehydration in Arabidosis. Plant Cell, Rockville, v. 8, p. 1323-
1335. 
[15] COSTA, R.C.L. da. 1999. Assimilação de nitrogênio e 
ajustamento osmótico em plantas noduladas de feijão-de-corda 
(Vigna ungüiculata (L.) Walp submetidas ao estresse hídrico, 
Tese de Doutorado, Fortaleza/CE. 
 [16] KERBAUY,G.B. 2004. Fisiologia vegetal. ed. GUANABARA 
KOOGAN S.A . Rj . 
 [17] BRAY, E. A. 1997. Plant responses to water deficit. Trends in 
Plant Science. 2:48-54. 
 
 
 
 
 
 
Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p. 918-920, jul. 2007 
 
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Tabela 1 – Conteúdo Relativo de Água (CRA), teor de carboidratos solúveis totais e teor de prolina em folhas milho [Zea mays L. 
(cv. Pontinha e cv. Dente de Cavalo)] submetidas ao estresse hídrico durante 5 (cinco) dias. 
Cultivar Tratamento Variáveis 
 Carboidratos (mmol de GLU/ g MS ) Prolina (μmol/ g MS) CRA(%) 
Pontinha Controle 0,40 Aa 0,19 Aa 90,3 A* 
 Estresse 0,75 Bb 0,39 Bb 64,1 B* 
 
Dente de 
cavalo 
Controle 0,52 Aa 0,18 Aa 91,0 A* 
 Estresse 0,92 Ba 0,59 Ba 60,6 B* 
CV(%) 2,26 2,75 3,80 
Médias seguidas pelas mesmas letras maiúsculas na coluna e minúsculas na linha não diferem significativamente entre si, com relação as mesmas 
variáveis, pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. * significa que não houve diferença significativa entre os tratamentos. 
 
 
Teor de Prolina
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Milho Pontinha Milho Dente de Cavalo
m
m
ol
 P
ro
/g
 M
S
Controle
Estresse
 
Figura 1. Teor de prolina em folhas milho [Zea mays L. (cv. 
Pontinha e cv. Dente de Cavalo)] submetidas a estresse hídrico 
durante 5 (cinco) dias. 
 
 
Teor de Carboidratos Solúveis Totais
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Milho- pontinha Milho dente de cavalo
m
m
ol
 d
e 
G
L
U
/ g
 M
S
Controle
Estresse
 Figura 2. Teor de carboidratos solúveis totais de folhas 
milho [Zea mays L. (cv. Pontinha e cv. Dente de Cavalo)] 
submetidas à estresse hídrico durante 5 (cinco) dias. 
 
 
Conteúdo Relativo de Água
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Milho- pontinha Milho dente de cavalo
C
R
A
 (%
)
Controle
Estresse
 
Figura 3. Conteúdo relativo de água em folhas milho 
[Zea mays L. (cv. Pontinha e cv. Dente de Cavalo)] 
submetidas a estresse hídrico durante 5 (cinco) dias.