Entendendo o papel dos aminoácidos e sua importância para a agricultura

Autores

Bruno Neves Ribeiro – MSc., engenheiro agrônomo e coordenador de Pesquisa & Desenvolvimento Kimberlit Agrociências

Willian Batista-Silva – DSc., engenheiro agrônomo, analista de Pesquisa & Desenvolvimento – Kimberlit Agrociências

As plantas são consideradas organismos sésseis e, portanto, não podem se mover, e como estratégia de sobrevivência, desenvolveram complexos mecanismos capazes de lidar com as mudanças impostas ao longo de seu ciclo.

Oscilações nas condições ambientais, tais como temperaturas extremas, deficiência hídrica, alagamento e salinidade afetam consideravelmente a produtividade. Adicionalmente, a presença de pragas e doenças contribui negativamente para o aumento dos danos e, consequentemente, influenciam negativamente na expressão do potencial produtivo das culturas.

Esses efeitos passam a ser mais agravados em sucessões de safras, estando sujeitos ao desequilíbrio nutricional e suscetíveis às pressões impostas por pragas e doenças advindas do cultivo anterior. Diante de um cenário desafiador, o conhecimento e entendimento da fisiologia vegetal passaram a ser considerados uma nova estratégia para auxiliar na busca do aumento de produtividade.

A tecnologia em melhoramento genético e os avanços no cenário da biologia molecular, associados à pesquisa e desenvolvimento de produtos que visam o estímulo fisiológico de plantas, proporcionam aos agricultores melhores rendimentos em produtividade. Por isso, é vital conhecer as etapas do desenvolvimento das culturas, bem como o conhecimento dos mecanismos fisiológicos associados às respostas das plantas aos estímulos exógenos de modo a potencializar a máxima capacidade produtiva das culturas de interesse econômico.

Aminoácidos x desenvolvimento das plantas

Os aminoácidos são substâncias orgânicas usadas principalmente para a síntese de proteínas. Entretanto, essas substâncias orgânicas também são fontes de nutrientes, ativadores do metabolismo das plantas, bem como fornecedores de esqueletos de carbono para inúmeras vias metabólicas, incluindo o metabolismo secundário e hormonal.

Também são usados como substratos respiratórios sob deficiência de carbono (queda da fotossíntese), contribuindo para a produção de energia para as plantas na forma de Adenosina Trifosfato (ATP) (Figura 1, Batista-Silva et al., 2019).

Os aminoácidos estão diretamente envolvidos em diferentes processos celulares e seus níveis endógenos são regulados por vias complexas de síntese e catabolismo, influenciados também pela síntese e degradação das proteínas.

Embora as plantas sejam capazes de sintetizar os aminoácidos para atender as mais diversas funções fisiológicas, a suplementação exógena em áreas agrícolas é considerada uma estratégia inteligente para estimular o incremento da produtividade, bem como fonte de alívio ao estresse hídrico, salino, térmico ou a altas intensidades luminosas, uma vez que a energia previamente direcionada para a manutenção do ‘turnover’ dessas moléculas orgânicas pode ser agora ser utilizada para manutenção celular e crescimento (Figura 1).

Vale salientar que as plantas requerem quantidades específicas de aminoácidos ao longo de seu ciclo. Portanto, o conhecimento de suas funções é de suma importância para que se possa obter a melhor performance. Além disso, vale ressaltar que os aminoácidos são substâncias orgânicas capazes de quelatizar cátions, bem como aumentar a absorção e o transporte de diferentes nutrientes em todas as partes das plantas.

Isto ocorre baseado na velocidade de penetração via cutícula, o que favorece a penetração desses nutrientes, uma vez que a carga iônica do metal está neutralizada, suprindo a planta desses nutrientes eficientemente.

Absorção

Assim como na absorção de macro e micronutrientes, os aminoácidos podem ser absorvidos pelo sistema radicular e pelas folhas, caules e ramos. No sistema radicular, a absorção para o interior das células acontece via transportadores específicos e que estão associados ao gasto de energia para o carregamento para o interior das células (Tegeder and Rentsch, 2010).

Já a penetração dessas moléculas via folhas, caules e ramos ocorre após serem rompidas as duas barreiras na lâmina foliar, como a cutícula e posteriormente via membrana. Desse modo, cerca de 25% dos aminoácidos aplicados às plantas, após um dia, já estão incorporados ao metabolismo vegetal como se fossem sintetizados pela planta e já contribuem para o processo de crescimento e desenvolvimento (Stiegler et al., 2008; Tegeder and Rentsh, 2010).

Os aminoácidos como aliviadores do estresse são explicados pelo fato de grupos específicos de aminoácidos serem usados diretamente na mitocôndria durante o processo respiratório (Figura 1).