Distribuição de massa molecular de ácidos húmicos e promoção do crescimento radicular Molecular weight distribution of humic acids and root growth promotion
HPLC, cromatografia em gel, efeitos fisiológicos, estrutura e conformação, gel chromatography, physiological effects, structure and conformation
Os ácidos húmicos (AH) estimulam diretamente vários processos fisiológicos que promovem o crescimento vegetal, especialmente do sistema radicular. O conhecimento da natureza química e do papel de AH na expressão de efeitos biofertilizantes e bioestimulantes é fundamental para o desenvolvimento de insumos biológicos à base de ácidos húmicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível relação entre a distribuição de massa molecular aparente de AH isolados de vermicomposto e a magnitude de resposta na promoção do crescimento radicular. Para isso, foram obtidas subfrações (SF) dos AH por meio de cromatografia preparativa por exclusão de tamanho em gel de Sephadex G-50 (CGE). O processo preparativo foi validado pelo uso da cromatografia líquida de alta performance por exclusão de tamanho (HPSEC). As cinco frações obtidas foram testadas em diferentes concentrações (0; 0,0001; 0,001; 0,003; 0,005; e 0,01 mol L-1 de C) quanto à sua capacidade de estimular o crescimento radicular de plantas de Arabidopsis thaliana (ecótipo col. 4). Para plantas de milho (Zea mays hyb. UENF 506-6) foi utilizada a dose de 0,002 mol L-1 de C. O modelo quadrático descreveu a indução do crescimento radicular de Arabidopsis e a dose de AH, sendo 0,00511 mol L-1 de C o ponto de inflexão médio. Na concentração ótima, foi observada correlação inversa e significativa entre distribuição de massa molecular e indução do número de raízes laterais em Arabidopsis. No entanto, outros atributos, como área e comprimento radicular, não sofreram influência da massa molecular aparente. Em plântulas de milho, foi observado aumento no número de sítios de mitose e raízes laterais tanto no tratamento com AH como com suas subfrações. A atividade da H+-ATPase de membrana plasmática foi significativamente alterada pelo AH, porém não ocorreu o mesmo com todas as subfrações. A atividade de estimulação do crescimento radicular parece estar mais relacionada com a estrutura química das substâncias húmicas do que com a distribuição de massa molecular dos agregados húmicos.Humic acids (HA) directly stimulate several physiological processes that promote plant growth, particularly of the root system. Knowledge about the chemical nature and the role of HA in the effects observed under biofertilization and biostimulation is essential to develop HA-based biological resources. The aim of this study was to evaluate a possible relationship between the distribution of the apparent molecular weight of HA isolated from vermicompost and the response in root growth promotion. HA sub-fractions were obtained through preparative chromatography by size exclusion using Sephadex gel G-50 gel (CGE). The preparative process was validated by high-performance size-exclusion chromatography (HPSEC). The five sub-fractions were tested at different concentrations (0; 0.0001; 0.001; 0.003; 0.005; and 0.001 mol L-1 C) for their capacity to stimulate root growth of Arabidopisis thaliana (ecotype col 4) seedlings. For maize seedlings (Zea mays hybrid UENF 506-6) a rate of 0.002 mol L-1 C was used. The quadratic model described the relationship between root growth induction and HA dose in Arabidopsis; 0.00511 mol L-1 C was the average inflection point. At the optimum concentration, a significant negative correlation between molecular weight distribution and the number of lateral roots induced in A. thaliana was observed. However, other root traits, e.g., area and length, were not influenced by the apparent molecular weight of fractions. An increase in the number of mitotic and lateral root emission was observed for maize seedlings, both for the treatment with HA as well as with the sub-fractions. The H+-ATPase activity of plasma membrane was significantly affected by HA, although differently in the sub-fractions. The stimulating activity of root growth seems to be more related to the chemical structure of humic substances than to the distribution of molecular weight of the humic aggregates.
Luciano Pasqualoto Canellas, Fábio Lopes Olivares, Natália de Oliveira Aguiar, Leonardo Barros Dobbss, Daniel Basílio Zandonadi, Arnoldo Rocha Façanha