Foi estudado neste trabalho o perfil oxidativo do molusco Megalobulimus oblongus e de ratos machos Wistar, nas distintas estações do ano. O Megalobulimus oblongus, é um caracol da América do Sul, que se enterra durante o inverno e, na primavera, retorna à superfície. Este comportamento sazonal nos pareceu ser um modelo natural de hipóxia e reoxigenação. Nesta situação, há aumento da formação de espécies ativas de oxigênio (EAO), que leva ao estresse oxidativo. Este trabalho teve por objetivo caracterizar o molusco em termos de estresse oxidativo, investigando os níveis de lipoperoxidação (LPO) e a atividade das enzimas antioxidantes em diferentes tecidos de ambas as espécies. Os tecidos dos moluscos estudados foram: coração, hepatopâncreas, músculo do pé e pulmão, e os tecidos dos ratos foram: coração, fígado, músculo esquelético e pulmão. Foram estabelecidos quatro grupos experimentais: primavera, verão, outono e inverno para cada espécie, sendo utilizados 5 amostras de 10 animais por estação do molusco Megalobulimus oblongus e 5 amostras por estação de ratos machos Wistar. Nestes grupos foram realizadas medidas de LPO através da quimiluminescência (QL) e do teste de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), bem como as medidas das enzimas antioxidantes: catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx). Os resultados obtidos na LPO, para ambas as espécies, foram semelhantes, pois percebemos variações sazonais. No TBA-RS , observamos que em todos os tecidos estudados houve maior LPO na primavera e verão e queda dos níveis durante o inverno, o mesmo ocorrendo no ensaio da QL. Quanto às enzimas antioxidantes, nas amostras dos tecidos dos ratos observamos que a CAT apresentou-se diminuída nos meses mais frios e aumentada nos meses mais quentes. O mesmo foi observado para GPx. O molusco não apresentou um padrão homogêneo de resposta em todos os tecidos. A enzima catalase está na ordem de μmoles enquanto que no rato ela está na ordem de nmoles, o que confere ao molusco maior proteção ao ataque das EAO. Estas variações podem ser devidas a uma redução metabólica no outono e no inverno, bem como um aumento da atividade metabólica na primavera e no verão. Outro fator a ser considerado são os níveis de melatonina, que se apresentam aumentadas nas estações mais frias. A melatonina é uma substância que neutraliza o radical hidroxil, agindo como antioxidante. Para testar esta hipótese seria necessário medir os níveis de melatonina sazonalmente, bem como, a capacidade antioxidante total.

Submitted by MARÍLIA CAIXETA SOUSA null (mariliacsbio@yahoo.com.br) on 2016-03-11T14:15:50Z No. of bitstreams: 1 mestrado_final_v5.pdf: 2111982 bytes, checksum: cbc4232b0f31f3669d839373e6a35c66 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-03-14T16:50:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sousa_mc_me_bot.pdf: 2111982 bytes, checksum: cbc4232b0f31f3669d839373e6a35c66 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-14T16:50:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sousa_mc_me_bot.pdf: 2111982 bytes, checksum: cbc4232b0f31f3669d839373e6a35c66 (MD5) Previous issue date: 2016-01-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da aplicação foliar de reguladores vegetais composto de mistura de auxina (Ax), citocinina (CK) e giberelina (GA), mistura de micronutrientes (cobalto (Co) + molibdênio (Mo)) e mistura de macro e micronutrientes ( nitrogênio (N) + boro (B) + cobre (Cu) + molibdênio (Mo) + zinco (Zn)), de forma isolada e combinada, em tomateiro híbrido (Predador F1), em condições de ambiente protegido e campo, buscando analisar seus efeitos no metabolismo e desenvolvimento da planta, bem como na produtividade e qualidade dos frutos. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com sete tratamentos e quatro repetições, sendo os tratamentos em ambiente protegido: T1- testemunha; T2- 0,5 L ha-1 de reguladores vegetais; T3- 3 L ha-1 de macro e micronutrientes; T4- 1 L ha-1 de micronutrientes; T5- 0,5 L ha-1 de reguladores vegetais + 3 L ha-1 de macro e micronutrientes; T6- 0,5 L ha-1 reguladores vegetais + 1 L ha-1 de micronutrientes; T7- 0,5 L ha-1 de reguladores vegetais + 3 L ha-1 macro e micronutrientes + 1 L ha-1 de micronutrientes. No experimento em campo aberto foram utilizados 13 tratamentos e quatro repetições, sendo os tratamentos: T1- testemunha; T2- 0,5 L ha-1 de reguladores vegetais; T3- 3 L ha-1 de macro e micronutrientes; T4- 1 L ha-1 de micronutrientes; T5- 0,5 L ha-1 de reguladores vegetais + 3 L ha-1 de macro e micronutrientes; T6- 0,5 L ha-1 reguladores vegetais + 1 L ha-1 de micronutrientes; T7- 0,5 L ha-1 de reguladores vegetais + 3 L ha-1 macro e micronutrientes + 1 L ha-1 de micronutrientes; T8 - 0,75 L ha-1 reguladores vegetais; T9- 0,1 L ha-1 reguladores vegetais; T10- 2 L ha-1 de macro e micronutrientes; T11- 4 L ha-1 de macro e micronutrientes; T12- 0,5 L ha-1 de micronutrientes; T13- 1,5 L ha-1 de micronutrientes. Foram realizadas cinco aplicações a cada 20 dias, a partir de 20 dias após o transplante (DAT). As coletas de folha foram realizadas aos 50, 70 e 90 DAT, avaliando a peroxidação de lipídios (MDA) e a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POD) e nitrato redutase (NR). Foram realizadas, ainda, avaliações de altura de planta, índice SPAD, produtividade e pós-colheita dos frutos. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste Tukey a 5% de probabilidade. No experimento em ambiente protegido, observou-se que a aplicação de reguladores vegetais de forma isolada e micronutrientes de forma isolada agiram como protetores contra o estresse, pois apresentaram maiores atividades de enzimas antioxidantes no fim do ciclo, conseguindo manter baixo nível de peroxidação de lipídios. Os tratamentos com micronutrientes de forma isolada ou combinada com reguladores vegetais, apresentaram durante o ciclo, maior atividade da enzima NR. De forma geral, esses tratamentos também apresentaram maiores médias de produtividade. Todos os tratamentos utilizados no presente trabalho, incrementaram significativamente o teor de ácido ascórbico nos frutos de tomate, quando comparados com a testemunha. Pelos dados obtidos conclui-se que, no experimento em ambiente protegido, a aplicação dos tratamentos, em especial, a aplicação de reguladores vegetais, diminuiu os níveis de estresse até o final do ciclo. A aplicação de micronutrientes, de forma isolada ou combinada com reguladores vegetais, melhorou a produtividade do tomateiro e a qualidade dos frutos produzidos. Para o experimento em campo, a aplicação dos tratamentos ocasionou acréscimo, com relação à testemunha, aos valores médios para a maioria dos parâmetros avaliados. / This study aimed to evaluate the effect of foliar application of plant growth regulator compound mixing auxin (Ax), cytokinin (CK) and gibberellic acid (GA), micronutrients (cobalt (Co) + molybdenum (Mo) and macro and micronutrients consisting of mixture of nitrogen (N), boron (B), copper (Cu), molybdenum (Mo) and zinc (Zn), isolated and combined basis in hybrid tomato Predador F1 in greenhouse conditions and field, trying to analyze their effects on metabolism and plant development and productivity and fruit quality. The experimental design was a randomized block. In greenhouse were used seven treatments with four replications. Treatments were: T1 - control; T2 – 0,5 L ha-1 plant growth regulators; T3 - 3 L ha-1 macro and micronutrients; T4 - 1 L ha-1 of micronutrients; T5 – 0,5 L ha-1 plant growth regulators + 3 L ha-1 macro and micronutrients; T6- 0,5 L ha-1 plant growth regulators + 1 L ha-1 of micronutrients; T7- 0,5 L ha-1 plant growth regulators + 3 L ha-1 macro and micronutrients + 1 L ha-1 of micronutrients. In the open field experiment were used 13 treatments and four repetitions. Treatments were: T1 - witness; T2 – 0,5 L ha-1 plant growth regulators; T3 - 3 L ha-1 macro and micronutrients; T4 - 1 L ha-1 of micronutrients; T5- 0,5 L ha-1 plant growth regulators + 3 L ha-1 macro and micronutrients; T6- 0,5 L ha-1 plant growth regulators + 1 L ha-1 of micronutrients; T7- 0,5 L ha-1 plant growth regulators + 3 L ha-1 macro and micronutrients + 1 L ha-1 of micronutrients; T8 – 0,75 L ha-1 plant growth regulators; T9- 0,1 L ha-1 plant growth regulators; T10 2 L ha-1 macro and micronutrients; T11- 4 L ha-1 macro and micronutrients; T12- 0,5 L ha-1 of micronutrients; T13- 1,5 L ha-1 of micronutrients. Five applications were made every 20 days, from 20 days after transplanting (DAT). The leaf samples were taken at 50, 70 and 90 DAT, evaluating the lipid peroxidation (LP) and the activity of the enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POD) and nitrate reductase (NR). Yet they have been evaluated for plant height, SPAD index, productivity and post-harvest fruit. The results were submitted to analysis of variance and means compared by Tukey test at 5% probability. In the experiment in greenhouse it was observed that the application of plant growth regulators in isolation and micronutrients in isolation acted as protectors against stress because it had higher activities of antioxidant enzymes in the cycle, managing to maintain low levels of lipid peroxidation. The treatments with micronutrients in isolation or in combination with plant growth regulators, presented during the cycle, increased activity of the enzyme NR. Generally, these treatments also had higher average productivity. All treatments used in this study, significantly increased ascorbic acid content in fruits of tomato compared to the control. Although there is no statistical difference in productivity were observed higher means for all treatments compared to the control. Based on the results it is concluded that, in the experiment in greenhouse treatment application, in particular the application of plant growth regulators, managed to reduce the stress levels by the end of the cycle. The application of micronutrients, either alone or in combination with plant growth regulators, improved productivity and quality of tomato fruit produced. For the experiment in the field, even with no statistical difference for some features, the application of treatments led to increase in relation to the witness, the average values of the parameters evaluated. / CNPq: 166489/2013-1

A 5-oxoprolina (ácido L-piroglutâmico) se acumula na deficiência de glutationa sintetase, uma doença genética autossômica recessiva clinicamente caracterizada por anemia hemolítica, acidose metabólica e sintomas neurológicos severos. Considerando que os mecanismos de dano cerebral nessa doença são pouco conhecidos, e que recentemente demonstramos que a 5-oxoprolina é capaz de promover estresse oxidativo in vitro, resolvemos investigar os efeitos in vivo da 5-oxoprolina sobre parâmetros de estresse oxidativo, afim de melhor esclarecer seu papel na neurotoxicidade da 5-oxoprolina e sua participação nos mecanismos neuropatológicos da deficiência de glutationa sintetase. Para isso, os efeitos da administração subcutânea aguda de 5-oxoprolina foram estudados sobre o potencial antioxidante total (TRAP); a quimiluminescência espontânea; as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS); o conteúdo de carbonilas, ácido ascórbico, glutationa reduzida (GSH), peróxido de hidrogênio, tióis e dissulfetos (e a razão SH/SS), assim como sobre as atividades das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), e a atividade da glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PD) em córtex cerebral e cerebelo de ratos de 14 dias de vida Os resultados obtidos indicaram que in vivo a 5-oxoprolina causa lipoperoxidação e oxidação protéica, compromete as defesas antioxidantes cerebrais e aumenta o conteúdo de peróxido de hidrogênio, indicando que a 5-oxoprolina promove estresse oxidativo in vivo em córtex cerebral e cerebelo de ratos jovens, mecanismo possivelmente envolvido na neuropatologia da deficiência de glutationa sintetase, na qual a 5-oxoprolina está acumulada. O ácido N-acetilaspártico, por outro lado, se acumula na Doença de Canavan, uma leucodistrofia severa causada pela deficiência da enzima aspartoacilase e clinicamente caracterizada por retardo mental severo, hipotonia e macrocefalia, e também por convulsões tônico-clônicas generalizadas em aproximadamente metade dos pacientes. O ácido N-acetilaspártico é um precursor imediato para a biossíntese enzimática do ácido Nacetilaspartilglutâmico, cuja concentração também está elevada nos pacientes afetados pela Doença de Canavan. Considerando que os mecanismos de dano cerebral nessa doença permanecem pouco esclarecidos, investigamos o papel do estresse oxidativo na neurotoxicidade dos ácidos N-acetilaspártico e N-acetilaspartilglutâmico, a fim de avaliar o possível envolvimento dos mesmos na neuropatologia da Doença de Canavan. Os efeitos in vitro dos ácidos N-acetilaspártico e N-acetilaspartilglutâmico, assim como os efeitos das administrações subcutânea e intracerebroventricular (i.c.v.) de ácido N-acetilaspártico e da administração i.c.v. do ácido N-acetilaspartilglutâmico, foram estudados sobre os seguintes parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos: TRAP; TAR; quimiluminescência espontânea; TBA-RS; conteúdos de GSH, peróxido de hidrogênio, tióis totais e carbonilas; atividades das enzimas antioxidantes CAT, SOD e GPx; e atividade da G6PD. Os resultados indicaram que apenas o ácido N-acetilaspártico é capaz de aumentar o conteúdo de peróxido de hidrogênio, estimular a lipoperoxidação e a oxidação protéica e de comprometer as defesas antioxidantes em cérebro de ratos, promovendo estresse oxidativo, que pode estar envolvido nos mecanismos patofisiológicos responsáveis pelo dano cerebral observado nos pacientes afetados pela Doença de Canavan, cujo marcador bioquímico clássico é o acúmulo de ácido N-acetilaspártico. / 5-Oxoproline (L-pyroglutamic acid) accumulates in glutathione synthetase deficiency, an autossomic recessive inherited disorder clinically characterized by hemolytic anemia, metabolic acidosis and severe neurological symptoms. Considering that the mechanisms of brain damage in this disease are poorly known, and that oxidative stress is elicited by 5-oxoproline in vitro, we decided to study the in vivo effects of this metabolite on oxidative stress parameters, in order to further clarify its role in 5-oxoproline neurotoxicity and its participation on the neuropathological mechanisms of patients affected by glutathione sintetase deficiency. The effects of acute subcutaneous administration of 5- oxoproline were studied on a wide spectrum of oxidative stress parameters, such as total radical-trapping antioxidant potential (TRAP); spontaneous chemiluminescence; thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS); and carbonyl, ascorbic acid, reduced glutathione (GSH), hydrogen peroxide, thiol and disulfide contents (and SH/SS ratio), as well as on the activities of the antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), and on the activity of glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD) in cerebral cortex and cerebellum of 14-day-old rats. The results indicated that in vivo 5-oxoproline causes lipid peroxidation and protein oxidation, impairs brain antioxidant defenses and increases hydrogen peroxide content, indicating that 5- oxoproline elicits oxidative stress in vivo in cerebral cortex and cerebellum of young rats, a mechanism that may be involved in the neuropathology of gluthatione synthetase deficiency, in which this metabolite accumulates. N-acetylaspartic acid, on the other hand, accumulates in Canavan Disease, a severe leukodystrophy characterized by swelling and spongy degeneration of the white matter of the brain. This inherited metabolic disease, caused by deficiency of the enzyme aspartoacylase, is clinically characterized by severe mental retardation, hypotonia and macrocephaly, and also generalized tonic and clonic type seizures in about half of the patients. N-acetylaspartic acid is an immediate precursor for the enzyme-mediated biosynthesis of N-acetylaspartylglutamic acid, whose concentration is also increased in urine and cerebrospinal fluid of patients affected by Canavan Disease. Considering that the mechanisms of brain damage in this disease remain poorly understood, in the present study we investigated whether oxidative stress is elicited by N-acetylaspartic acid or its metabolite, N-acetylaspartylglutamic acid. The in vitro effects of N-acetylaspartic acid and N-acetylaspartylglutamic acid, as well as the effect of the acute subcutaneous administration of N-acetylaspartic acid, and the intracerebroventricular administration of Nacetylaspartic acid or N-acetylaspartylglutamic acid, were studied on oxidative stress parameters: TRAP, TAR, spontaneous chemiluminescence, TBA-RS, reduced glutathione content, sufhydryl content, carbonyl content, and on enzyme activities of CAT, SOD and GPx as well as on GSH and hydrogen peroxide contents and on G6PD activity, in the cerebral cortex of rats. Our results indicated that only N-acetylaspartic acid promotes oxidative stress by stimulating lipid peroxidation, protein oxidation and by impairing antioxidant defenses and enhancing hydrogen peroxide content in rat brain. This could be involved in the pathophysiological mechanisms responsible for the brain damage observed in patients affected by Canavan Disease, in which N-acetylaspartic acid accumulation is the biochemical hallmark.

O ferro é um elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, envolvido em processos metabólicos essenciais, como fotossíntese e respiração. Entretanto, quando livre e em excesso, pode gerar estresse oxidativo. A toxidez por excesso de ferro trata-se do maior problema nutricional em arroz alagado, sendo responsável por perdas na produtividade. Diversas estratégias para minimizar os efeitos tóxicos do ferro vêm sendo desenvolvidas, e entre elas, o uso de cultivares tolerantes é considerada a mais efetiva. Porém, poucos dados com relação à interação entre diferentes genótipos de arroz e o ambiente encontram-se disponíveis. Utilizando-se de abordagens bioquímicas e moleculares, foram analisadas as respostas de diferentes cultivares de arroz expostas a altos níveis de ferro, crescidas em campo ou em laboratório. A toxidez por excesso de ferro teve um claro efeito foto-oxidativo, levando a quedas nos teores de clorofila, bem como a danos oxidativos. Excessivos níveis de ferro levaram a um aumento na atividade de enzimas antioxidantes, bem como a alterações no estado oxidativo da célula, modificando as concentrações das formas oxidadas e reduzidas de ascorbato e glutationa. A concentração de ferro apresentou-se variável nas cultivares tolerantes testadas. Os dados obtidos indicam que possíveis mecanismos de tolerância ao excesso de ferro podem envolver a capacidade de acumular ferro em frações superiores a 3kDa, maior atividade de SOD (através da expressão diferencial de três isoformas), bem como a limitação da captura do metal, possivelmente envolvendo a lignificação e remodelamento da parede celular das células da raiz. Altos níveis de ferro levaram ao acúmulo de transcritos dos genes de ferritina, em especial de OsFER2, dependente de um passo oxidativo, bem como à expressão de outros genes relacionados a homeostase de ferro. Cinco genes pertencentes às famílias gênicas ZIP (OsZIP1, OsZIP7 e OsZIP8) e NRAMP (OsNRAMP4 e OsNRAMP5) tiveram sua expressão induzida em plantas expostas a altos níveis de ferro, sugerindo seu possível envolvimento em respostas ao excesso de ferro. Os genes OsIRT1 e OsIRT2, OsNRAMP1 e OsYS7, cuja expressão relativa foi aumentada em condições de deficiência de ferro, tiveram sua expressão reduzida em excesso de ferro. Esses genes codificam transportadores de alta afinidade por ferro, sugerindo a ocorrência de uma resposta coordenada, dependente da concentração de ferro. Plantas de cultivares de arroz distintas apresentaram diferentes mecanismos de tolerância ao excesso de ferro. / Iron is an essential nutrient for growth and development of plants, involved in important plant biological processes, such as photosynthesis and respiration. However, when free and in excessive levels inside the cell, iron can act as a pro-oxidant, leading to oxidative stress. Iron toxicity is considered the major nutritional disorder in waterlogged and lowland rice, being responsible for losses on rice production. Several management strategies have been developed to overcome iron toxicity, and the most cost-effective approach is the use of tolerant rice cultivars. Despite this, few data concerning the relation between different rice cultivars and its environment are available. Through the use of molecular and biochemical approaches, we analyzed the responses of distinct rice genotypes exposed to iron excess, cultivated in the field or in the laboratory. Iron toxicity had a clear photo oxidative damage, leading to decreases in chlorophyll levels and generating oxidative damage. Iron excess also induced the activity of antioxidant enzymes, as well as an alteration in the redox status of the cell, besides concentration varied between the studied cultivars. Mechanisms involved in the tolerance to iron toxicity may involve the capacity to accumulate iron at molecular mass fractions, a higher SOD activity (probably through the differential induction of SOD isoforms), and also the limitation of iron uptake in nutrient solution. This limitation may rely in the root cell wall remodeling and lignifications. Iron lead to an up-regulation of ferritin genes, especially OsFER2, with this induction being dependent on an oxidative step. Iron excess also lead to an induction on the relative gene expression of iron homeostasis-related genes. Five genes belonging to two distinct gene families, ZIP (OsZIP1, OsZIP7 and OsZIP8) and NRAMP (OsNRAMP4 e OsNRAMP5), were up-regulated in plants exposed to iron excess, suggesting their possible role in response to excessive amounts of iron. Interestingly, five genes (OsIRT1 and OsIRT2, OsNRAMP1 and OsYS7) up-regulated by iron deficiency, were regulated in an opposite way by iron excess. All the five genes encode proteins involved in the uptake and transport of iron, suggesting a coordinated response, depending on the iron concentration. Taken together, our results indicated that different rice cultivars can use distinct tolerance mechanisms.

Submitted by VANESSA VOIGT PALARETTI (van_voigt@yahoo.com.br) on 2018-06-14T01:09:15Z No. of bitstreams: 1 TESE.vanessapalaretti.pdf: 4088105 bytes, checksum: 442eb1364fba0bb29cde74e7b9f5b3f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-06-14T12:10:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 palaretti_vv_dr_jabo_int.pdf: 4088105 bytes, checksum: 442eb1364fba0bb29cde74e7b9f5b3f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T12:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 palaretti_vv_dr_jabo_int.pdf: 4088105 bytes, checksum: 442eb1364fba0bb29cde74e7b9f5b3f1 (MD5) Previous issue date: 2018-05-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As doenças fúngicas são as principais causas de perdas na pós-colheita do tomate, e são controladas por manejo cultural e fungicidas aplicados na pré-colheita. O tratamento hiperbárico na pós-colheita é um métodos físico, com potencial uso comercial na redução da deteriorização por fungos. Neste trabalho, a eficiência das pressões hiperbáricas para controlar o desenvolvimento das podridões de Botrytis cinerea e Alternaria sp. in vitro e em tomates ‘Débora’ foram avaliadas, bem como a atividade das enzimas antioxidantes e as relacionadas a defesa do vegetal. Os experimentos foram realizados em um sistema de pressão hiperbárica do Laboratório de Tecnologia Pós-colheita da FCAV-UNESP, Câmpus de Jaboticabal, utilizando as pressões de 100 (controle), 200, 400, 600 e 800 kPa à temperatura de 23±1°C, durante 3 e 6 dias. No ensaio in vitro as placas com os fungos permaneceram nas pressões e depois foram incubadas até que a colônia do controle atingisse a borda. No experimento in vivo, tomates inoculados com os fungos foram mantidos por 3 e 6 dias sob o tratamento nas pressões, com posterior armazenamento por mais 2 e 4 dias em condição de ambiente (23 °C, 50% UR, 100 kPa) para simular a comercialização. Avaliou-se o crescimento micelial, a taxa de germinação dos conídios dos fungos, incidência e severidade das podridões nos frutos, o metabolismo antioxidante (teor de licopeno e polifenóis totais) e a atividade das enzimas relacionadas à defesa dos tomates (peroxidase (POD), fenilalanina-amônia-liase (PAL), β 1,3 glucanase (GLU), superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT). As pressões hiperbáricas não apresentaram efeito fungistático sobre os patógenos, entretanto, houve redução no crescimento micelial e na taxa de germinação de B. cinerea após 3 dias na pressão de 800 kPa. As pressões elevadas de 600 e 800 kPa durante 3 dias reduziram a incidência (25%) e a severidade do mofo cinzento (68%), após 4 dias de armazenamento (3+4 dias). Enquanto a incidência e severidade da mancha de Alternaria (Alternaria sp.) não tiveram redução expressiva em ambos os períodos. Na pressão de 800 kPa, os frutos inoculados com B. cinerea e Alternaria sp. apresentaram um retardo no amadurecimento, evidenciado pelo menor conteúdo de licopeno e menor atividade da enzima POD, a qual está relacionada à senescência dos frutos. As pressões elevadas (600 e 800 kPa) promoveram a atividade das enzimas PAL, GLU e CAT dos tomates inoculados de ambos os patógenos por 3 dias, mantendo tendência similar após as condições de ambiente. Os frutos tratados com as pressões elevadas apresentaram incremento no conteúdo de polifenóis totais em relação ao controle, durante os períodos de armazenamento. As pressões não influenciaram a atividade da enzima SOD dos tomates, após os períodos de tratamentos. As pressões hiperbáricas de 600 e 800 kPa foram eficientes na redução de doenças na pós-colheita de tomates e também podem ter induzido a atividade de enzimas envolvidas na resistência às doenças. / Fungal rots are one of the major causes of postharvest losses in tomatoes, and they are controlled by cultural management and fungicidal applied in preharvest. The postharvest hyperbaric treatment is a physical method that it have potential to be used in commercial for reducing fungal decay. In this work, the efficiency of hyperbaric pressures to control rot development of Botrytis cinerea and Alternaria sp. in vitro and ‘Debora’ tomatoes were evaluated, also the activity of antioxidant and defense-related enzymes.The experiments were carried out in a hyperbaric pressure system at FCAV-UNESP Postharvest Technology Laboratory, Campus de Jaboticabal, using the pressures of 100 (control), 200, 400, 600 and 800 kPa at a temperature of 23 ± 1 ° C for 3 and 6 days. In vitro assay the Petri dishes with the fungi were kept at pressures after they were incubated until the control colony reached the edge. In vivo assay, tomatoes inoculated with the fungus were kept at 3 and 6 days under the treatment pressures, after they were stored for more 2 and 4 days at ambient conditions (23 °C, 50% RH, 100 kPa) to simulate the commercialization. It was evaluated the mycelial growth, germination rate of fungal conidia, incidence and severity of fruit rot, antioxidant metabolism (lycopene content and total polyphenols) and activity of defence-related enzymes (eroxidase (POD), phenylalanine ammonia-lyase (PAL), β 1,3 glucanase (GLU), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT)). The hyperbaric pressures had no fungistatic effect on the pathogens, however, there was a reduction in mycelial growth and in the germination rate of B. cinerea after 3 days at 800 kPa. High pressures of 600 and 800 kPa for 3 days reduced the incidence (25%) and gray mold severity (68%) after 4 days of the storage (3 + 4 days). While the incidence and severity of black rot (Alternaria sp.) didn´t decrease significantly in both periods. At the pressure of 800 kPa, the fruits inoculated with B. cinerea and Alternaria sp. demonstrated a delay in ripening, as evidenced by the lower lycopene content and lower activity of the POD enzyme, which is related to fruit senescence. The high pressures (600 and 800 kPa) promoted the activity of the PAL, GLU and CAT enzymes of the tomatoes inoculated from both pathogens for 3 days, maintaining a similar trend after the ambient conditions. The fruits treated with high pressures demonstrated an increase in the total polyphenols content in relation to the control during storage periods. The pressures didn´t influence the activity of the SOD enzyme of the tomatoes, after the periods of treatments. Hyperbaric pressures of 600 and 800 kPa were efficient in reducing diseases in postharvest tomatoes and they must have induced the activity of enzymes involved in resistance to diseases.

Submitted by Katiane Souza (katyane.souza@gmail.com) on 2016-03-21T23:58:59Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1655389 bytes, checksum: b7ff25ea0828a50a72e522ef5bc5eaef (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-21T23:58:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1655389 bytes, checksum: b7ff25ea0828a50a72e522ef5bc5eaef (MD5) Previous issue date: 2013-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Sesame is an important oilseed crop and can be grown in tropical and subtropical regions around the world, such as the Northeast of Brazil. Its seeds have oil of high nutritional and protein content, used in the food industry and pharmaceutical, cosmetics and biofuel. However, in the Northeast there is irregularity rainfall and high evapotranspiration rates witch usually prejudice agricultural production and research development in order to select genotypes with characteristics of tolerance to these conditions. In this context, this study was carried out in order to evaluate growth, physiology and production of sesame genotypes under different rates of water replacement. The experiment was accomplished from September to December 2012 at the Experimental Station of Embrapa Algodão, Barbalha, CE, under field conditions. The randomized block design was adopted with treatments in a factorial (4 × 6), corresponding to four irrigation levels (40, 70, 100 and 130% of ETo) and six genotypes (G1=T3-EGSGO3; G2=T7-EGSGO7; G3=T5-EGSGO5; G4 =T2-EGSGO2; G5=T6-EGSGO6 and G6=T4-EGSG04) with three replications. During experiment were collected growth variables (leaf area, plant height and stem diameter), physiological and biochemical (relative water content, disruption of the cell membrane, content of photosynthetic pigments, carbohydrates and protein in leaves and root and peroxidase and catalase activity) and production (dry matter, oil content in seeds and productivity). Harvesting of Sesame was performed manually at 95 days after sowing. Higher growth and production occur using irrigation levels between 75 and 90% ETo. The content of pigments, chlorophyll b, and total carotenoids were enhanced with application of 80% ETo. The enzymatic activity of sesame cultivars was reduced in plants under drought stress by deficiency or by water excess. Maximum production potential of sesame is found with application of water levels in 75-90% of ETo. / O Gergelim é uma das mais importantes culturas oleaginosas, podendo ser cultivada nas regiões tropicais e subtropicais de todo o mundo, a exemplo do Nordeste do Brasil. Suas sementes possuem um óleo de alto teor nutricional e protéico, com diversas aplicações, tanto na industria alimentícia como na farmacêutica, cosmética e de biodiesel. No entanto, na região Nordeste a irregularidade das chuvas, aliado a altas taxas de evapotranspiração geralmente limitam a produção agrícola, sendo necessário a realização de estudos visando selecionar genótipos com características de tolerância a essas condições. Nesse contexto, objetivou-se com esse trabalho, avaliar o crescimento, a fisiologia e a produção de genótipos de gergelim em função de diferentes reposições hídrica. O experimento foi realizado de setembro a dezembro de 2012 na Unidade Experimental da Embrapa Algodão, localizado no Município de Barbalha, CE, sob condições de campo. Optou-se pelo delineamento em blocos casualizados, com tratamentos em esquema fatorial (4×6), correspondendo a quatro lâminas de irrigação (40; 70; 100 e 130% da ETo) e seis genótipos (G1=T3-EGSGO3; G2=T7-EGSGO7; G3=T5-EGSGO5; G4 =T2-EGSGO2; G5=T6-EGSGO6; G6=T4-EGSG04) com três repetições. Durante o experimento, foram coletados dados correspondentes às variáveis de crescimento (área foliar; altura da planta e diâmetro do caule), fisiológicas e bioquímicas (teor relativo de água; disruptura da membrana celular; teor de pigmentos fotossintetizantes; carboidratos e proteínas na folha e raiz e a atividade das enzimas peroxidase e catalase) e de produção (fitomassa seca, teor de óleo nas sementes e produtividade). A colheita do Gergelim foi realizada manualmente aos 95 dias após a semeadura. O maior crescimento e, consequentemente, produção foram verificados com a aplicação de lâminas entre 75 e 90% da evapotranspiração de referência. O conteúdo de pigmentos, clorofila a e b, total e carotenóides foram incrementados com a aplicação de 80% da ETo. A atividade enzimática das cultivares de gergelim foi reduzida nas plantas sob estresse hídrico, tanto por deficiência quanto por excesso. O potencial máximo de produção do gergelim é encontrado com a aplicação de lâminas de água no intervalo de 75 a 90% da ETo.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1244434 bytes, checksum: 7dab8f29bf5c537dbacff755c9f4ff0f (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / On germination, orthodox seeds become intolerant of desiccation. In this condition, these seeds may be a useful model for studies of recalcitrance, in order to elucidate structural and biochemical attributes associated with desiccation sensitivity. Here, we evaluated the loss of desiccation tolerance (DT) in Adenathera pavonina germinating seeds, by following the ability of seeds to germinate after desiccation following various periods of preimbibition. DT was progressively lost during germination, and seeds with radicle length of 1 mm did not withstand drying up to 13% of moisture content. By the rates of electrolyte leakage, it was observed that membrane system was damaged when 60-hour imbibed seeds were dried. It was also observed that dehydration decreased the activity of superoxide dismutase, however catalase, peroxidase and ascorbate peroxidase activities remained unchanged. Three groups of heat shock proteins were detected in fresh seeds, but with the progress of germination the number and intensity of its bands declined. Relative DNA content assessment was done by flow citometry. These analyses showed that the resumption of cell cycle coincided with the complete los of DT. / Ao longo da germinação, sementes ortodoxas tornam-se intolerantes a dessecação e, por isso, têm sido utilizadas em estudos que tentam elucidar as alterações bioquímicas e estruturais associadas com a sensibilidade à dessecação. O presente estudo teve como objetivo avaliar a perda da tolerância à dessecação (TD) durante a germinação de sementes ortodoxas da espécie Adenanthera pavonina, através da sobrevivência das sementes após a secagem realizada em seguida de diferentes períodos de pré-embebição. A TD foi gradativamente perdida ao longo da germinação, de modo que sementes com raiz primária com 1 mm de comprimento não sobreviveram após sua secagem até o grau de umidade inicial (13%). Pelas taxas de extravasamento de eletrólitos verificou-se que o sistema de membranas de sementes em estágio avançado de germinação (60 horas) foi comprometido após a secagem. Também foi observado que as atividades das enzimas catalase, peroxidase e peroxidase do ascorbato não foram tão prejudicadas após a secagem quanto a enzima dismutase do superóxido. Em sementes frescas foram detectadas três classes de proteínas resistentes ao calor e houve redução na intensidade de suas bandas com o avanço da germinação. O conteúdo relativo de DNA nuclear foi analisado por citometria de fluxo, e verificou-se que a retomada do ciclo celular coincidiu com a completa perda da TD.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Lead (Pb) is one of the most toxic anthropogenic pollutants of widespread occurrence in both terrestrial and aquatic ecosystems. The phytotoxicity of lead is a complex phenomenon that involves changes in development as well as in physiological, biochemical and molecular mechanisms according to different plant survival strategies. It is well known that heavy metals accelerate the production of reactive oxygen species (ROS) which can lead to changes in the concentration of antioxidant enzymes. The aim of this study was to investigate the effect of Pb on growth, physiology, absorption and translocation of Pb, activity and gene expression of antioxidant enzymes in "Sempre Verde" (SV) and "SetentÃo" (SET), Vigna unguiculata cultivars. The seeds were germinated in vermiculite and, after seven days, the seedlings were transferred to Hoagland solution. After seven days in a hydroponic system the plants were supplemented with EDTA-Pb 0.5 mM. Physiological parameters were measured using an infrared gas analyzer. The Pb content in roots and shoots was measured by ICP OES. The activities of catalase (CAT, EC 1.11.1.6), ascorbate peroxidase (APX, EC 1.11.1.1) and superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) was determined. The expression of the CAT gene (VuCAT 1 and 2), the APX (VuAPX 1 to 6) and SOD (VuSOD Cu / Zn 1 to 3, VuSODMn1, VuSODCu / chap1, VuSODFe 1 to 3) was evaluated by RT- qPCR using specific primers. Total RNA was extracted from the roots and leaves of control plants and treated. The results showed that the leaf areas were reduced by 60 (SV) and 88% (SET). The inhibition of net photosynthesis was 40 (SV) and 72% (SET). The cultivars showed differences in the accumulation and distribution of Pb, as well as in enzyme activity. SV had more Pb in roots than in leaves unlike SET that accumulates more Pb in leaves than in roots. The activity of the antioxidant enzymes CAT, APX and SOD was enhanced in SET, regardless of the tissue. In SV roots, on the other hand, the CAT activity was not modified whereas in SV leaves the SOD activity underwent an inhibition. All the remaining antioxidant activities in SV were stimulated. The CAT 1 and 2 genes were differently expressed in leaves and roots of SV and SET. The relative expression of the APX multigene family in leaves and roots in these cultivars was partially distinct. Likewise genes SOD in leaves showed a partially distinct profile in the two cultivars. Rather, the relative expression of SOD genes in the roots and SV SET is completely different. Taken together, the two Vigna unguiculata cultivars showed a different behavior towards tolerance, accumulation and detoxification of Pb. These results suggest that Pb induces oxidative stress in SV and SET cultivars and that the high activity of antioxidant enzymes could serve as an important component of defense against the damage caused by Pb, and SV more tolerant to stress than SET / O chumbo (Pb) à um dos poluentes antropogÃnicos mais tÃxicos de ocorrÃncia generalizada em ambos os ecossistemas terrestres e aquÃticos. A fitotoxicidade do chumbo à um fenÃmeno complexo que envolve mudanÃas no desenvolvimento, bem como nos mecanismos fisiolÃgicos, bioquÃmicos e moleculares, de acordo com as diferentes estratÃgias de sobrevivÃncia das plantas. à bem conhecido que os metais pesados aceleram a produÃÃo de espÃcies reativas de oxigÃnio (EROs) e que podem provocar mudanÃas na concentraÃÃo das enzimas antioxidantes. O objetivo desse trabalho foi investigar o efeito do Pb no crescimento, fisiologia, absorÃÃo e translocaÃÃo de Pb, a atividade e expressÃo gÃnica das enzimas antioxidantes em "Sempre Verde" (SV) e "SetentÃo" (SET), cultivares de Vigna unguiculata. As sementes foram germinadas em vermiculita e, apÃs sete dias, as plÃntulas foram transferidas para soluÃÃo de Hoagland. Depois de sete dias em um sistema hidropÃnico as plantas foram suplementadas ou nÃo com EDTA-Pb 0,5 mM. Os parÃmetros fisiolÃgicos foram medidos atravÃs de um analisador de gÃs infravermelho. O conteÃdo de Pb nas raÃzes e na parte aÃrea foi medido por ICP OES. As atividades das enzimas catalase (CAT, EC 1.11.1.6), ascorbato peroxidase (APX, EC 1.11.1.1) e superÃxido dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) foram determinadas. A expressÃo dos genes da CAT (VuCAT 1 e 2), da APX (VuAPX 1 a 6) e da SOD (VuSOD Cu/Zn 1 a 3, VuSODMn1, VuSODCu/Chap1, VuSODFe 1 a 3), foi avaliada por RTqPCR utilizando iniciadores especÃficos. O RNA total foi extraÃdo a partir das raÃzes e das folhas nas plantas controle e tratadas. Os resultados revelaram que as Ãreas foliares diminuÃram 60 (SV) e 88% (SET). A inibiÃÃo da fotossÃntese lÃquida foi 40 (SV) e 72% (SET). Os cultivares apresentaram diferenÃas na acumulaÃÃo e distribuiÃÃo de Pb, bem como nas atividades enzimÃticas. SV apresentou mais Pb nas raÃzes do que nas folhas ao contrÃrio de SET que acumula mais Pb nas folhas do que nas raÃzes. A atividade das enzimas antioxidantes CAT, APX e SOD foram estimuladas no cultivar SET independentemente do tecido. No entanto, a atividade da CAT em raÃzes do cultivar SV nÃo sofreu modificaÃÃo e a atividade da SOD em folhas, do mesmo cultivar, foi inibida, sendo as demais atividades em SV estimuladas. O aumento das atividades das enzimas em raÃzes e folhas de SV e SET estÃo de acordo com suas expressÃes gÃnicas. Os genes CAT 1 e 2 foram diferentemente expressos nas folhas e nas raÃzes de SV e SET. A expressÃo relativa da famÃlia multigÃnica da APX em raÃzes e folhas nesses cultivares foi parcialmente distinta. Da mesma forma os genes da SOD em folhas apresentaram um perfil parcialmente distinto nos dois cultivares. Ao contrÃrio, a expressÃo relativa dos genes da SOD nas raÃzes de SV e de SET foi completamente diferente. Analisados em conjunto, os dois cultivares de Vigna unguiculata apresentaram um comportamento diferente em relaÃÃo a tolerÃncia, acumulaÃÃo, e desintoxicaÃÃo do Pb. Estes resultados sugerem que o Pb induz estresse oxidativo nos cultivares SV e SET e que a elevada atividade das enzimas antioxidantes poderia servir como um importante componente de defesa contra os danos provocados pelo Pb, sendo SV mais tolerante a esse estresse do que SET.

A 5-oxoprolina (ácido L-piroglutâmico) se acumula na deficiência de glutationa sintetase, uma doença genética autossômica recessiva clinicamente caracterizada por anemia hemolítica, acidose metabólica e sintomas neurológicos severos. Considerando que os mecanismos de dano cerebral nessa doença são pouco conhecidos, e que recentemente demonstramos que a 5-oxoprolina é capaz de promover estresse oxidativo in vitro, resolvemos investigar os efeitos in vivo da 5-oxoprolina sobre parâmetros de estresse oxidativo, afim de melhor esclarecer seu papel na neurotoxicidade da 5-oxoprolina e sua participação nos mecanismos neuropatológicos da deficiência de glutationa sintetase. Para isso, os efeitos da administração subcutânea aguda de 5-oxoprolina foram estudados sobre o potencial antioxidante total (TRAP); a quimiluminescência espontânea; as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS); o conteúdo de carbonilas, ácido ascórbico, glutationa reduzida (GSH), peróxido de hidrogênio, tióis e dissulfetos (e a razão SH/SS), assim como sobre as atividades das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), e a atividade da glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PD) em córtex cerebral e cerebelo de ratos de 14 dias de vida Os resultados obtidos indicaram que in vivo a 5-oxoprolina causa lipoperoxidação e oxidação protéica, compromete as defesas antioxidantes cerebrais e aumenta o conteúdo de peróxido de hidrogênio, indicando que a 5-oxoprolina promove estresse oxidativo in vivo em córtex cerebral e cerebelo de ratos jovens, mecanismo possivelmente envolvido na neuropatologia da deficiência de glutationa sintetase, na qual a 5-oxoprolina está acumulada. O ácido N-acetilaspártico, por outro lado, se acumula na Doença de Canavan, uma leucodistrofia severa causada pela deficiência da enzima aspartoacilase e clinicamente caracterizada por retardo mental severo, hipotonia e macrocefalia, e também por convulsões tônico-clônicas generalizadas em aproximadamente metade dos pacientes. O ácido N-acetilaspártico é um precursor imediato para a biossíntese enzimática do ácido Nacetilaspartilglutâmico, cuja concentração também está elevada nos pacientes afetados pela Doença de Canavan. Considerando que os mecanismos de dano cerebral nessa doença permanecem pouco esclarecidos, investigamos o papel do estresse oxidativo na neurotoxicidade dos ácidos N-acetilaspártico e N-acetilaspartilglutâmico, a fim de avaliar o possível envolvimento dos mesmos na neuropatologia da Doença de Canavan. Os efeitos in vitro dos ácidos N-acetilaspártico e N-acetilaspartilglutâmico, assim como os efeitos das administrações subcutânea e intracerebroventricular (i.c.v.) de ácido N-acetilaspártico e da administração i.c.v. do ácido N-acetilaspartilglutâmico, foram estudados sobre os seguintes parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos: TRAP; TAR; quimiluminescência espontânea; TBA-RS; conteúdos de GSH, peróxido de hidrogênio, tióis totais e carbonilas; atividades das enzimas antioxidantes CAT, SOD e GPx; e atividade da G6PD. Os resultados indicaram que apenas o ácido N-acetilaspártico é capaz de aumentar o conteúdo de peróxido de hidrogênio, estimular a lipoperoxidação e a oxidação protéica e de comprometer as defesas antioxidantes em cérebro de ratos, promovendo estresse oxidativo, que pode estar envolvido nos mecanismos patofisiológicos responsáveis pelo dano cerebral observado nos pacientes afetados pela Doença de Canavan, cujo marcador bioquímico clássico é o acúmulo de ácido N-acetilaspártico. / 5-Oxoproline (L-pyroglutamic acid) accumulates in glutathione synthetase deficiency, an autossomic recessive inherited disorder clinically characterized by hemolytic anemia, metabolic acidosis and severe neurological symptoms. Considering that the mechanisms of brain damage in this disease are poorly known, and that oxidative stress is elicited by 5-oxoproline in vitro, we decided to study the in vivo effects of this metabolite on oxidative stress parameters, in order to further clarify its role in 5-oxoproline neurotoxicity and its participation on the neuropathological mechanisms of patients affected by glutathione sintetase deficiency. The effects of acute subcutaneous administration of 5- oxoproline were studied on a wide spectrum of oxidative stress parameters, such as total radical-trapping antioxidant potential (TRAP); spontaneous chemiluminescence; thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS); and carbonyl, ascorbic acid, reduced glutathione (GSH), hydrogen peroxide, thiol and disulfide contents (and SH/SS ratio), as well as on the activities of the antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), and on the activity of glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD) in cerebral cortex and cerebellum of 14-day-old rats. The results indicated that in vivo 5-oxoproline causes lipid peroxidation and protein oxidation, impairs brain antioxidant defenses and increases hydrogen peroxide content, indicating that 5- oxoproline elicits oxidative stress in vivo in cerebral cortex and cerebellum of young rats, a mechanism that may be involved in the neuropathology of gluthatione synthetase deficiency, in which this metabolite accumulates. N-acetylaspartic acid, on the other hand, accumulates in Canavan Disease, a severe leukodystrophy characterized by swelling and spongy degeneration of the white matter of the brain. This inherited metabolic disease, caused by deficiency of the enzyme aspartoacylase, is clinically characterized by severe mental retardation, hypotonia and macrocephaly, and also generalized tonic and clonic type seizures in about half of the patients. N-acetylaspartic acid is an immediate precursor for the enzyme-mediated biosynthesis of N-acetylaspartylglutamic acid, whose concentration is also increased in urine and cerebrospinal fluid of patients affected by Canavan Disease. Considering that the mechanisms of brain damage in this disease remain poorly understood, in the present study we investigated whether oxidative stress is elicited by N-acetylaspartic acid or its metabolite, N-acetylaspartylglutamic acid. The in vitro effects of N-acetylaspartic acid and N-acetylaspartylglutamic acid, as well as the effect of the acute subcutaneous administration of N-acetylaspartic acid, and the intracerebroventricular administration of Nacetylaspartic acid or N-acetylaspartylglutamic acid, were studied on oxidative stress parameters: TRAP, TAR, spontaneous chemiluminescence, TBA-RS, reduced glutathione content, sufhydryl content, carbonyl content, and on enzyme activities of CAT, SOD and GPx as well as on GSH and hydrogen peroxide contents and on G6PD activity, in the cerebral cortex of rats. Our results indicated that only N-acetylaspartic acid promotes oxidative stress by stimulating lipid peroxidation, protein oxidation and by impairing antioxidant defenses and enhancing hydrogen peroxide content in rat brain. This could be involved in the pathophysiological mechanisms responsible for the brain damage observed in patients affected by Canavan Disease, in which N-acetylaspartic acid accumulation is the biochemical hallmark.

O ferro é um elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, envolvido em processos metabólicos essenciais, como fotossíntese e respiração. Entretanto, quando livre e em excesso, pode gerar estresse oxidativo. A toxidez por excesso de ferro trata-se do maior problema nutricional em arroz alagado, sendo responsável por perdas na produtividade. Diversas estratégias para minimizar os efeitos tóxicos do ferro vêm sendo desenvolvidas, e entre elas, o uso de cultivares tolerantes é considerada a mais efetiva. Porém, poucos dados com relação à interação entre diferentes genótipos de arroz e o ambiente encontram-se disponíveis. Utilizando-se de abordagens bioquímicas e moleculares, foram analisadas as respostas de diferentes cultivares de arroz expostas a altos níveis de ferro, crescidas em campo ou em laboratório. A toxidez por excesso de ferro teve um claro efeito foto-oxidativo, levando a quedas nos teores de clorofila, bem como a danos oxidativos. Excessivos níveis de ferro levaram a um aumento na atividade de enzimas antioxidantes, bem como a alterações no estado oxidativo da célula, modificando as concentrações das formas oxidadas e reduzidas de ascorbato e glutationa. A concentração de ferro apresentou-se variável nas cultivares tolerantes testadas. Os dados obtidos indicam que possíveis mecanismos de tolerância ao excesso de ferro podem envolver a capacidade de acumular ferro em frações superiores a 3kDa, maior atividade de SOD (através da expressão diferencial de três isoformas), bem como a limitação da captura do metal, possivelmente envolvendo a lignificação e remodelamento da parede celular das células da raiz. Altos níveis de ferro levaram ao acúmulo de transcritos dos genes de ferritina, em especial de OsFER2, dependente de um passo oxidativo, bem como à expressão de outros genes relacionados a homeostase de ferro. Cinco genes pertencentes às famílias gênicas ZIP (OsZIP1, OsZIP7 e OsZIP8) e NRAMP (OsNRAMP4 e OsNRAMP5) tiveram sua expressão induzida em plantas expostas a altos níveis de ferro, sugerindo seu possível envolvimento em respostas ao excesso de ferro. Os genes OsIRT1 e OsIRT2, OsNRAMP1 e OsYS7, cuja expressão relativa foi aumentada em condições de deficiência de ferro, tiveram sua expressão reduzida em excesso de ferro. Esses genes codificam transportadores de alta afinidade por ferro, sugerindo a ocorrência de uma resposta coordenada, dependente da concentração de ferro. Plantas de cultivares de arroz distintas apresentaram diferentes mecanismos de tolerância ao excesso de ferro. / Iron is an essential nutrient for growth and development of plants, involved in important plant biological processes, such as photosynthesis and respiration. However, when free and in excessive levels inside the cell, iron can act as a pro-oxidant, leading to oxidative stress. Iron toxicity is considered the major nutritional disorder in waterlogged and lowland rice, being responsible for losses on rice production. Several management strategies have been developed to overcome iron toxicity, and the most cost-effective approach is the use of tolerant rice cultivars. Despite this, few data concerning the relation between different rice cultivars and its environment are available. Through the use of molecular and biochemical approaches, we analyzed the responses of distinct rice genotypes exposed to iron excess, cultivated in the field or in the laboratory. Iron toxicity had a clear photo oxidative damage, leading to decreases in chlorophyll levels and generating oxidative damage. Iron excess also induced the activity of antioxidant enzymes, as well as an alteration in the redox status of the cell, besides concentration varied between the studied cultivars. Mechanisms involved in the tolerance to iron toxicity may involve the capacity to accumulate iron at molecular mass fractions, a higher SOD activity (probably through the differential induction of SOD isoforms), and also the limitation of iron uptake in nutrient solution. This limitation may rely in the root cell wall remodeling and lignifications. Iron lead to an up-regulation of ferritin genes, especially OsFER2, with this induction being dependent on an oxidative step. Iron excess also lead to an induction on the relative gene expression of iron homeostasis-related genes. Five genes belonging to two distinct gene families, ZIP (OsZIP1, OsZIP7 and OsZIP8) and NRAMP (OsNRAMP4 e OsNRAMP5), were up-regulated in plants exposed to iron excess, suggesting their possible role in response to excessive amounts of iron. Interestingly, five genes (OsIRT1 and OsIRT2, OsNRAMP1 and OsYS7) up-regulated by iron deficiency, were regulated in an opposite way by iron excess. All the five genes encode proteins involved in the uptake and transport of iron, suggesting a coordinated response, depending on the iron concentration. Taken together, our results indicated that different rice cultivars can use distinct tolerance mechanisms.