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Objetivou-se avaliar os teores de prolina, clorofila e carotenoides em Pueraria phaseoloide sob condições de deficiência hídrica e adubação nitrogenada. O experimento foi realizado em casa de vegetação, UESB, Itapetinga, BA. O ensaio foi conduzido em esquema fatorial 4 x 2, sendo quatro regimes hídricos (25, 50 75 e 100% da capacidade de campo) e duas doses de nitrogênio (0 e 75 kg de N/ha), disposto em DIC, com quatro repetições. Ao final do período de estresse foram realizadas as análises, para as quais foram coletadas folhas completamente expandidas e utilizadas frescas para clorofilas e carotenoides e secas para prolina. Para a extração da prolina utilizou-se ácido sulfosalicílico 3% e para as clorofilas e carotenóides, o Dimetilsulfóxido. A interação entre doses de nitrogênio e regime hídrico foi verificada a 5% de probabilidade e o regime hídrico foi avaliado por análise de regressão e as doses de nitrogênio pelo teste F. Houve efeito quadrático (P<0,05) dos regimes hídricos sobre os teores de prolina, chegando a aumentar cerca de 5 vezes mais no regime hídrico de 25% CC quando comparado com os demais. Os teores de clorofilas e carotenoides não apresentaram alterações em função dos regimes hídricos e somente a razão clorofila a/b aumentou em presença da adubação nitrogenada. O acúmulo de prolina ocorre em P. phaseoloide em regimes hídricos mais baixos, o que indica uma boa tolerância dessas plantas ao estresse hídrico. Isso é reforçado, uma vez que, as clorofilas e carotenoides não são afetados pela deficiência hídrica.