Uma das caracterÃsticas fisiolÃgicas mais importantes das halÃfitas pertencentes ao gÃnero Atriplex à a enorme habilidade de acumular solutos orgÃnicos e inorgÃnicos com o intuito de se ajustar osmoticamente em condiÃÃes de elevada salinidade e deficiÃncia hÃdrica. Contudo estudos compreensivos sobre a contribuiÃÃo relativa desses solutos inorgÃnicos e orgÃnicos no ajustamento osmÃtico de folhas dessas halÃfitas ainda sÃo poucos explorados na literatura. Esse trabalho pretende pela primeira vez na literatura fazer um estudo detalhado, da participaÃÃo e da contribuiÃÃo relativa da maioria dos solutos orgÃnicos e inorgÃnicos no potencial osmÃtico de folhas de Atriplex nummularia, submetidas a concentraÃÃes crescentes de NaCl, ciclos sucessivos de seca e ao polietileno glicol (PEG). Para responder as questÃes acima mencionadas foram conduzidos trÃs grandes experimentos seqÃenciais. No primeiro experimento, mudas de Atriplex nummularia com quatro meses de idade, foram cultivadas em vasos de argila contendo como substrato areia, sendo irrigadas a cada dois dias com soluÃÃo contendo concentraÃÃes crescentes de NaCl (0, 100, 200, 300 e 400 mmol L-1) durante 120 dias. O experimento foi realizado em condiÃÃes de casa de vegetaÃÃo. No segundo experimento, mudas de A. nummularia, com idade de 18 meses foram transplantadas para recipientes de polietileno contendo 5.0 kg de vermiculita, em condiÃÃes de casa de vegetaÃÃo, onde foram submetidas aos seguintes tratamentos (Controle; seca; NaCl + seca; NaCl) por trÃs ciclos sucessivos de seca-reidrataÃÃo (3 semanas) seguido de uma recuperaÃÃo no final do Ãltimo ciclo (apÃs 48 h). No terceiro experimento, plÃntulas de A.nummularia, com idade de dois meses foram transplantadas para cultivo hidropÃnico em vasos plÃsticos com capacidade para 0,8 em sala de crescimento sob condiÃÃes controladas onde sofrerÃo um prÃ-condicionamento com ou sem NaCl por duas semanas. ApÃs foram submetidas aos seguintes tratamentos (controle; PEG; NaCl; NaCl + PEG). Em conclusÃo, os resultados da presente investigaÃÃo demonstram que as plantas de Atriplex nummularia foram capazes de manter o seu crescimento mesmo em condiÃÃes de alta salinidade, principalmente pela capacidade de manutenÃÃo de seu status hÃdrico. Os resultados tambÃm sugerem que a GB à o maior soluto orgÃnico envolvido com o ajustamento osmÃtico (AO) do citoplasma e que sua acumulaÃÃo parece ser uma resposta adaptativa ao estresse provocado pelo NaCl. Em adiÃÃo, o Ãons salinos Na+ e Cl- contribuÃram para a maioria do AO das folhas submetidas ao NaCl. O impacto relativo do K+ sobre o AO das folhas foi reduzido consideravelmente com o aumento da dose externa de NaCl. Os resultados evidenciam tambÃm que o prÃ-condicionamento com NaCl influenciou positivamente no crescimento de Atriplex nummularia, em condiÃÃes de seca, evidenciado pelo maior acÃmulo de massa seca e melhor status hÃdrico das folhas. Dentre os solutos inorgÃnicos analisados, o Na+ e o Cl- foram os que mais contribuÃram para a osmorregulaÃÃo das folhas em condiÃÃes de deficiÃncia hÃdrica. Enquanto, GB foi o soluto orgÃnico mostrou o maior percentual de contribuiÃÃo para o potencial osmÃtico. Entretanto os resultados mostraram que o prÃ-condicionamento das plÃntulas de Atriplex nummularia com NaCl nÃo foram capazes de atenuar os efeitos induzidos pelo PEG.

FEIJÃO, Alexcyane Rodrigues. Crescimento, trocas gasosas, partição de íons e metabolismo do nitrogênio em plantas de milho submetidas à salinidade e diferentes fontes de N. 2009. 111 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by JOANA BEZERRA (joanabib@yahoo.com.br) on 2012-12-07T21:46:44Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_arfeijao.pdf: 674672 bytes, checksum: 5d66d02c1147abcb46edeb17e2f22ddb (MD5) / Approved for entry into archive by Érica Barros(ericabarros@ufc.br) on 2012-12-11T21:13:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_arfeijao.pdf: 674672 bytes, checksum: 5d66d02c1147abcb46edeb17e2f22ddb (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-11T21:13:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_arfeijao.pdf: 674672 bytes, checksum: 5d66d02c1147abcb46edeb17e2f22ddb (MD5) / This work aimed to study the effect of N source in the growing, gas exchanges, ion partitions and N metabolism in maize plants (Zea mays L.) submitted to salinity. For this, maize seeds were sown in plastic cups with vermiculite and maintained in greenhouse. After that, the seedlings were transferred to a hydroponics culture with N concentration of 6 mM, in the forms of NO3-, NO3-/NH4+ or NH4+. After five days in these conditions, we started the addition of NaCl, which was gradually increased each day by 25 mM until it reaches a final concentration of 100 mM. The harvests were carried out 4, 11 and 18 days after the beginning of the salt treatment. In control conditions, the plants fed with the mixed NO3-/NH4+ were the ones which presented the greatest shoot growth, compared to other N treatments. There was a great growth reduction when the plants were submitted to salinity, but this effect was not influenced by the N source used. Generally, the salinity reduced the stomatal conductance (gs), transpiration (E), photosynthesis (A) and the relation between the intercellular and outercellular CO2 concentration (Ci/Co ) in plants of all N treatments and in different times of harvest. However, in plants fed with NH4+ and after 18 day of salt treatment a great reduction in the gs, A and E and an increase in the Ci/Co ratio were observed. The Na+ contents increased with salinity, despite that, in plants fed with NH4+, these contents were lower than in the other N treatments in salinity conditions. The K+ contents, on the other hand, were reduced by salinity, and the plants fed with the mixed NO3-/ NH4+ and only NH4+ absorbed less K+ than the ones fed only with NO3-, mainly in the leaves and stems of plants after 11 days and in leaves and roots of plants after 18 days of salt stress. This way, there was influence of N source in the Na+/K+ ratio, particularly in roots of plants after 18 days of exposure to salt stress, whose lower increases in this parameter were observed in the plants treated only with NO3-. The greatest increments in the Cl- contents caused by salinity were observed in plants fed with NO3- and with the mixed NO3-/ NH4+. However, in control conditions, these contents were increased in leaves and stems of plants fed only with NH4+. The NO3- contents were higher in plants fed with NO3- and NO3-/NH4+, when compared to the ones fed only with NH4+, both in control and salinity conditions. The greatest and lowest Cl-/NO3- ratio were found, respectively, in plants treated with NO3- and with NH4+. The shoot NH4+ contents were little influenced by salinity or by N source, however, in roots of plants fed with NH4+ and under salinity, there was a great accumulation of these ions after 18 days of stress. The soluble carbohydrates contents, in general, increased by salinity, except in the leaves and stems (after 18 days of salt stress) and in the roots (during all the experimental period) of the plants treated with NH4+. Generally, the soluble proteins and soluble amino acids contents were increased by salinity, and the biggest quantities of these solutes were observed in the roots of plants fed with NH4+ and after 18 days of salt stress. The total N contents were reduced by salinity and it was observed especially in plants fed only with NO3-. In the leaves, the activities of nitrate reductase (NR) and nitrite reductase (NiR) were greater in plants fed with NO3- and with the mixed NO3-/ NH4+. Little influence of salinity in NiR activity was observed in maize leaves. In the leaves, the salinity influenced differently the activity of glutamine synthetase (GS) between the different sources of N and time of salt exposure. However, in the roots, in general, the GS activity increased withy salinity, except for the plants fed with NH4+, which were not influenced by this stress. After 18 days of salt exposure, the GS activity was greater in the plants fed with NH4+, compared to the other N treatments. The activity of glutamate synthase (GOGAT), in the leaves, in generral, increased with salinity, despite that, this activity was reduced in the roots mainly in the plants fed with NO3-, after 4 days, and with NH4+, after 11 and 18 days. These results suggest that the several N sources did not influence the tolerance of maize plants to salinity. However, the plants fed with NO3- had better results in ion relations. And greatest GS activities observed in roots of the plants fed with NH4+, after 18 days of stress, helped in the osmotic adjustment, as a consequence of the accumulation of soluble proteins and soluble amino acids / O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da fonte de N no crescimento, nas trocas gasosas, na partição de íons e no metabolismo do N em plantas de milho (Zea mays L.) submetidas à salinidade. Para isto, sementes de milho foram semeadas em copos plásticos contendo vermiculita, sendo mantidas em casa de vegetação. Em seguida, as plântulas foram transferidas para um meio hidropônico com concentração de N igual a 6 mM, nas formas de NO3-, NO3-/NH4+ ou NH4+. Após cinco dias nestas condições, iniciou-se a adição de NaCl, que foi feita em parcelas de 25 mM por dia, até atingir a concentração final de 100 mM. As coletas foram realizadas aos 4, 11 e 18 dias após o início do tratamento salino. Em condições controle, as plantas nutridas com a mistura NO3-/NH4+ foram as que apresentaram o maior crescimento da parte aérea, em comparação aos demais tratamentos de N. Houve uma forte redução do crescimento quando as plantas foram submetidas à salinidade, mas este efeito foi independente da fonte de N empregada. De maneira geral, a salinidade reduziu a condutância estomática (gs), a transpiração (E), a fotossíntese (A) e a relação entre a concentração interna e externa de CO2 (Ci/Co) das plantas de todos os tratamentos de N e nos diferentes tempos de coleta. Entretanto, nas plantas cultivadas com NH4+ e aos 18 dias do tratamento salino, foram observados uma redução acentuada na gs, A e E e um aumento na relação Ci/Co. Os teores de Na+ aumentaram com a salinidade, contudo, nas plantas nutridas com NH4+, esses teores foram menores do que os dos demais tratamentos de N em condições de salinidade. Os teores de K+, por sua vez, foram reduzidos pela salinidade, sendo que as plantas nutridas com a mistura NO3-/ NH4+ e apenas NH4+ absorveram menos K+ do que as cultivadas apenas com NO3-, principalmente nas folhas e colmos das plantas aos 11 dias e nas folhas e raízes das plantas aos 18 dias de estresse salino. Dessa forma, houve influência da fonte de N na relação Na+/K+, particularmente nas raízes das plantas aos 18 dias de exposição ao estresse salino, cujos menores aumentos nesse parâmetro foram observados nas plantas tratadas apenas com NO3-. Os maiores incrementos nos teores de Cl- causados pela salinidade foram observados nas plantas cultivadas com NO3- e com a mistura NO3-/ NH4+. Porém, em condições controle, esses teores foram aumentados nas folhas e colmos das plantas cultivadas apenas com NH4+. Os teores de NO3- foram maiores nas plantas nutridas com NO3- e NO3-/NH4+, quando comparadas às nutridas somente com NH4+, tanto em condições controle quanto de salinidade. A maior e a menor relação Cl-/NO3- foram encontradas, respectivamente, nas plantas tratadas com NO3- e com NH4+. Os teores de NH4+ da parte aérea foram pouco influenciados pela salinidade ou pela fonte de N, porém, nas raízes das plantas nutridas com NH4+ e sob salinidade, houve um grande acúmulo desses íons aos 18 dias de estresse. Os teores de carboidratos solúveis foram, em geral, aumentados pela salinidade, com exceção nas folhas e colmos (aos 18 dias de estresse salino) e nas raízes (durante todo o período experimental) das plantas tratadas com NH4+. De maneira geral, os teores de proteínas solúveis e de N-aminossolúveis foram aumentados pela salinidade, sendo que as maiores quantidades destes solutos foram observadas nas raízes das plantas tratadas com NH4+ e aos 18 dias de estresse salino. Os teores de N-total foram reduzidos pela salinidade, sendo isto observado especialmente nas plantas nutridas apenas com NO3-. Nas folhas, as atividades da redutase do nitrato (NR) e da redutase do nitrito (NiR) foram maiores nas plantas tratadas com NO3- e com a mistura NO3-/ NH4+. Foi observada pouca influência da salinidade na atividade da NiR das folhas de milho. Nas folhas, a salinidade influenciou diferentemente a atividade da sintetase da glutamina (GS) entre as diferentes fontes de N e tempos de exposição à salinidade. Porém, nas raízes, de maneira geral, a atividade da GS aumentou com a salinidade, com exceção das plantas tratadas com NH4+, que não foram influenciadas por este estresse. Aos 18 dias de exposição à salinidade, a atividade da GS foi maior nas plantas tratadas com NH4+, em comparação com os demais tratamentos de N. A atividade da sintase do glutamato (GOGAT), nas folhas, em geral, aumentou com a salinidade, contudo, nas raízes essa atividade foi reduzida principalmente nas plantas cultivadas com NO3-, aos 4 dias, e com NH4+, aos 11 e 18 dias. Esses resultados sugerem que as diversas fontes de N não influenciaram na tolerância das plantas de milho à salinidade, entretanto as plantas nutridas com NO3- foram melhores nas relações iônicas e as maiores atividades da GS observadas nas raízes das plantas cultivadas com NH4+, aos 18 dias de estresse, ajudaram no ajustamento osmótico, como conseqüência do acúmulo de proteínas solúveis e N-aminossolúveis

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho teve por finalidade avaliar algumas variÃveis fisiolÃgicas e bioquÃmicas de duas espÃcies de sorgo forrageiro submetidas a diferentes condiÃÃes de cultivo e de salinidade. Para isso, foram montados dois experimentos. No primeiro deles estudou-se tais variÃveis em Sorghum bicolor e Sorghum sudanense, em funÃÃo de diferentes nÃveis de estresse salino, enquanto no segundo, as variÃveis foram estudadas em duas fases distintas de desenvolvimento das duas espÃcies de sorgo, visando determinar em qual delas essas espÃcies sÃo mais resistentes aos efeitos deletÃrios da salinidade. No primeiro experimento, os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 2 à 5, composto por duas espÃcies (S. bicolor e S. sudanense) e cinco tratamentos (NaCl a 0, 25, 50, 75 e 100 mM). Nesse experimento, os parÃmetros de trocas gasosas foram pouco afetados pela salinidade, em ambas as espÃcies. O crescimento das plantas de ambas as espÃcies reduziu à medida que a salinidade aumentou. O potencial osmÃtico (s) foliar foi fortemente reduzido pela salinidade nessas plantas, a qual aumentou significativamente a concentraÃÃo de solutos orgÃnicos nas duas espÃcies de sorgo. As concentraÃÃes de Na+ e Cl- aumentaram com a salinidade em ambas as espÃcies. S. bicolor e S. sudanense mantiveram o teor relativo de Ãgua sob condiÃÃes salinas igual ao do controle. Nas espÃcies de sorgo estudadas, os carboidratos solÃveis e os Ãons K+ e Cl- foram os que mais contribuÃram para o ajustamento osmÃtico das plantas. Nas folhas de S. bicolor, houve um aumento na atividade das peroxidases do ascorbato (APX) e do guaiacol (GPX) e uma reduÃÃo na atividade da catalase (CAT), enquanto a dismutase do superÃxido (SOD) nÃo foi afetada. Em S. sudanense, à medida que foram elevadas as doses de NaCl, observou-se um aumento na atividade da GPX e da SOD. Nas raÃzes, apenas a SOD apresentou aumento em atividade no S. bicolor. A atividade ribonucleÃsica nas folhas de ambas as espÃcies aumentou com as doses crescentes de NaCl, enquanto que nas raÃzes, ela foi reduzida à medida que o estresse salino intensificou-se. No segundo experimento, os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 2 à 3 à 2, composto por duas espÃcies (S. bicolor e S. sudanense), trÃs concentraÃÃes de sais na Ãgua de irrigaÃÃo (condutividades elÃtricas de 0,0; 4,0 e 8,0 dS m-1) e dois perÃodos de aplicaÃÃo do estresse salino Ãs plantas [desde a semeadura atà 25 dias depois (Fase I) e do 25 ao 50 dia apÃs a semeadura (Fase II)], com cinco repetiÃÃes. As principais alteraÃÃes nas trocas gasosas ocorreram na Fase II do desenvolvimento. O estresse salino reduziu o crescimento das plantas de sorgo em ambas as fases de desenvolvimento, porÃm essa reduÃÃo foi mais acentuada na Fase I. Os teores dos solutos orgÃnicos variaram em funÃÃo das fases de desenvolvimento, da espÃcie e da salinidade. Na Fase I, em ambas as espÃcies de sorgo, houve acrÃscimos nos teores de Na+ e K+ e reduÃÃo nos de Cl- pela salinidade, enquanto que, na Fase II do desenvolvimento, os teores de Na+ e K+ foram reduzidos e os de Cl-, aumentados, tanto em S. bicolor como em S. sudanense. Na Fase I do desenvolvimento, apenas a SOD, em S. bicolor, e a CAT, em S. sudanense, mostraram incrementos de atividade em resposta ao estresse salino. Jà na Fase II, nenhum aumento na atividade do sistema enzimÃtico antioxidativo foi observado em funÃÃo da salinidade, nas duas espÃcies estudadas. Na Fase I, a atividade da RNase, em ambas as espÃcies, foi reduzida com a salinidade, enquanto na Fase II do desenvolvimento, ela foi aumentada. O crescimento das plantas de S. sudanense foi ligeiramente mais afetado que o de S. bicolor. As espÃcies de sorgo forrageiro estudadas neste trabalho foram capazes de reduzir o s foliar em concentraÃÃes elevadas de NaCl, o que pode ter contribuÃdo para um melhor ajustamento osmÃtico. AlÃm disso, nas condiÃÃes empregadas no primeiro experimento, S. bicolor pareceu ter um sistema antioxidante mais eficaz contra os efeitos da salinidade do que S. sudanense. Em relaÃÃo ao segundo experimento, o crescimento das plantas de sorgo forrageiro foi mais afetado quando o estresse salino foi aplicado em estÃdios iniciais do desenvolvimento. O estresse oxidativo causado pela salinidade parece nÃo ter sido suficiente para estimular o sistema de defesa enzimÃtico antioxidativo na Fase II do desenvolvimento, em ambas as espÃcies. AlÃm disso, o aumento na atividade RNÃsica pode indicar o papel desta enzima na proteÃÃo contra os efeitos deletÃrios da salinidade nessas espÃcies de sorgo. De modo geral, nÃo houve diferenÃas marcantes na tolerÃncia das plantas de S. bicolor e S. sudanense à salinidade. / This study aimed to evaluate some physiological and biochemical variables of two species of sorghum subjected to different growing conditions and salinity. For this, two experiments were set up. In the first study, the variables in Sorghum bicolor and Sorghum sudanense were evaluated according different levels of salinity stress. In the second, the variables were studied in two distinct phases of development of two species of sorghum, to determine which one of these species are more resistant to the deleterious effects of salinity. In the first experiment, treatments were arranged in a 5 à 2 factorial, consisting of two species (S. bicolor and S. sudanense) and five treatments (NaCl at 0, 25, 50, 75 and 100 mM). In this experiment, the gas exchange parameters were little affected by salinity in both species. Plant growth of both species decreased as salinity increased. The osmotic potential (ψs) leaves was strongly reduced by salinity in these plants, which significantly increased the concentration of organic solutes in the two species of sorghum. The concentrations of Na+ and Cl- increased with salinity in both species. S. bicolor and S. sudanense maintained relative water content under saline conditions the same as the control. In sorghum species studied, the soluble carbohydrates and the ions K+ and Cl- were the main contributors to the osmotic adjustment of plants. In leaves of S. bicolor, there was an increase in activity of ascorbate peroxidase (APX) and guaiacol (GPX) and a reduction in activity of catalase (CAT), while superoxide dismutase (SOD) was not affected. In S. sudanense, the activity of GPX and SOD increased with increasing salinity. In roots, just SOD activity in S. bicolor were increased with salt stress. Ribonuclease activity in the leaves of both species increased with increasing doses of NaCl, whereas in roots it was reduced as the salt stress intensified. In the second experiment, treatments were arranged in a factorial 2 à 3 à 2, composed of two species (S. bicolor and S. sudanense), three concentrations of salts in irrigation water (electrical conductivities of 0.0, 4.0 and 8.0 dS m-1) and two periods of application of salt stress to plants [from sowing until 25 days later (Phase I) and from 25th to 50th day after sowing (Phase II)], with five repetitions. The main changes in gas exchange occurred in Phase II development. The salt stress reduced plant growth of sorghum in both phases of development, but this reduction was more pronounced in Phase I. The levels of organic solutes varied according to the phases of development, species and salinity. In Phase I, in both species of sorghum, there were increases in levels of Na+ and K+ and reduced Cl- by salinity, whereas in Phase II development, the levels of Na+ and K+ were reduced and Cl- extended, both in S. bicolor as in S. sudanense. In Phase I of development, only SOD in S. bicolor, and CAT in S. sudanense showed activity increases in response to salt stress. In the Phase II, no increase in the activity of antioxidant enzyme system was observed as a function of salinity in both species. In Phase I, the activity of RNase in both species was reduced by salinity, while in Phase II development, it was expanded. Plant growth of S. sudanense was slightly more affected than the S. bicolor. Sorghum species studied in this work were able to reduce the leaf ψs high concentrations of NaCl, which may have contributed to a better osmotic adjustment. In addition, under the conditions employed in the first experiment, S. bicolor appeared to have a more effective antioxidant system against the effects of salinity than S. sudanense. For the second experiment, the growth of sorghum plants was more affected when the salt stress was applied in the early stage of development. The oxidative stress caused by salinity seems to have been sufficient to stimulate the enzymatic antioxidant defense system in Phase II development in both species. Furthermore, increased activity RNase may indicate the role of this enzyme in protecting against the deleterious effects of salinity in these species of sorghum. Overall, there were no marked differences in plant tolerance between S. bicolor and S. sudanense under salinity.

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da fonte de N no crescimento, nas trocas gasosas, na partiÃÃo de Ãons e no metabolismo do N em plantas de milho (Zea mays L.) submetidas à salinidade. Para isto, sementes de milho foram semeadas em copos plÃsticos contendo vermiculita, sendo mantidas em casa de vegetaÃÃo. Em seguida, as plÃntulas foram transferidas para um meio hidropÃnico com concentraÃÃo de N igual a 6 mM, nas formas de NO3-, NO3-/NH4+ ou NH4+. ApÃs cinco dias nestas condiÃÃes, iniciou-se a adiÃÃo de NaCl, que foi feita em parcelas de 25 mM por dia, atà atingir a concentraÃÃo final de 100 mM. As coletas foram realizadas aos 4, 11 e 18 dias apÃs o inÃcio do tratamento salino. Em condiÃÃes controle, as plantas nutridas com a mistura NO3-/NH4+ foram as que apresentaram o maior crescimento da parte aÃrea, em comparaÃÃo aos demais tratamentos de N. Houve uma forte reduÃÃo do crescimento quando as plantas foram submetidas à salinidade, mas este efeito foi independente da fonte de N empregada. De maneira geral, a salinidade reduziu a condutÃncia estomÃtica (gs), a transpiraÃÃo (E), a fotossÃntese (A) e a relaÃÃo entre a concentraÃÃo interna e externa de CO2 (Ci/Co) das plantas de todos os tratamentos de N e nos diferentes tempos de coleta. Entretanto, nas plantas cultivadas com NH4+ e aos 18 dias do tratamento salino, foram observados uma reduÃÃo acentuada na gs, A e E e um aumento na relaÃÃo Ci/Co. Os teores de Na+ aumentaram com a salinidade, contudo, nas plantas nutridas com NH4+, esses teores foram menores do que os dos demais tratamentos de N em condiÃÃes de salinidade. Os teores de K+, por sua vez, foram reduzidos pela salinidade, sendo que as plantas nutridas com a mistura NO3-/ NH4+ e apenas NH4+ absorveram menos K+ do que as cultivadas apenas com NO3-, principalmente nas folhas e colmos das plantas aos 11 dias e nas folhas e raÃzes das plantas aos 18 dias de estresse salino. Dessa forma, houve influÃncia da fonte de N na relaÃÃo Na+/K+, particularmente nas raÃzes das plantas aos 18 dias de exposiÃÃo ao estresse salino, cujos menores aumentos nesse parÃmetro foram observados nas plantas tratadas apenas com NO3-. Os maiores incrementos nos teores de Cl- causados pela salinidade foram observados nas plantas cultivadas com NO3- e com a mistura NO3-/ NH4+. PorÃm, em condiÃÃes controle, esses teores foram aumentados nas folhas e colmos das plantas cultivadas apenas com NH4+. Os teores de NO3- foram maiores nas plantas nutridas com NO3- e NO3-/NH4+, quando comparadas Ãs nutridas somente com NH4+, tanto em condiÃÃes controle quanto de salinidade. A maior e a menor relaÃÃo Cl-/NO3- foram encontradas, respectivamente, nas plantas tratadas com NO3- e com NH4+. Os teores de NH4+ da parte aÃrea foram pouco influenciados pela salinidade ou pela fonte de N, porÃm, nas raÃzes das plantas nutridas com NH4+ e sob salinidade, houve um grande acÃmulo desses Ãons aos 18 dias de estresse. Os teores de carboidratos solÃveis foram, em geral, aumentados pela salinidade, com exceÃÃo nas folhas e colmos (aos 18 dias de estresse salino) e nas raÃzes (durante todo o perÃodo experimental) das plantas tratadas com NH4+. De maneira geral, os teores de proteÃnas solÃveis e de N-aminossolÃveis foram aumentados pela salinidade, sendo que as maiores quantidades destes solutos foram observadas nas raÃzes das plantas tratadas com NH4+ e aos 18 dias de estresse salino. Os teores de N-total foram reduzidos pela salinidade, sendo isto observado especialmente nas plantas nutridas apenas com NO3-. Nas folhas, as atividades da redutase do nitrato (NR) e da redutase do nitrito (NiR) foram maiores nas plantas tratadas com NO3- e com a mistura NO3-/ NH4+. Foi observada pouca influÃncia da salinidade na atividade da NiR das folhas de milho. Nas folhas, a salinidade influenciou diferentemente a atividade da sintetase da glutamina (GS) entre as diferentes fontes de N e tempos de exposiÃÃo à salinidade. PorÃm, nas raÃzes, de maneira geral, a atividade da GS aumentou com a salinidade, com exceÃÃo das plantas tratadas com NH4+, que nÃo foram influenciadas por este estresse. Aos 18 dias de exposiÃÃo à salinidade, a atividade da GS foi maior nas plantas tratadas com NH4+, em comparaÃÃo com os demais tratamentos de N. A atividade da sintase do glutamato (GOGAT), nas folhas, em geral, aumentou com a salinidade, contudo, nas raÃzes essa atividade foi reduzida principalmente nas plantas cultivadas com NO3-, aos 4 dias, e com NH4+, aos 11 e 18 dias. Esses resultados sugerem que as diversas fontes de N nÃo influenciaram na tolerÃncia das plantas de milho à salinidade, entretanto as plantas nutridas com NO3- foram melhores nas relaÃÃes iÃnicas e as maiores atividades da GS observadas nas raÃzes das plantas cultivadas com NH4+, aos 18 dias de estresse, ajudaram no ajustamento osmÃtico, como conseqÃÃncia do acÃmulo de proteÃnas solÃveis e N-aminossolÃveis / This work aimed to study the effect of N source in the growing, gas exchanges, ion partitions and N metabolism in maize plants (Zea mays L.) submitted to salinity. For this, maize seeds were sown in plastic cups with vermiculite and maintained in greenhouse. After that, the seedlings were transferred to a hydroponics culture with N concentration of 6 mM, in the forms of NO3-, NO3-/NH4+ or NH4+. After five days in these conditions, we started the addition of NaCl, which was gradually increased each day by 25 mM until it reaches a final concentration of 100 mM. The harvests were carried out 4, 11 and 18 days after the beginning of the salt treatment. In control conditions, the plants fed with the mixed NO3-/NH4+ were the ones which presented the greatest shoot growth, compared to other N treatments. There was a great growth reduction when the plants were submitted to salinity, but this effect was not influenced by the N source used. Generally, the salinity reduced the stomatal conductance (gs), transpiration (E), photosynthesis (A) and the relation between the intercellular and outercellular CO2 concentration (Ci/Co ) in plants of all N treatments and in different times of harvest. However, in plants fed with NH4+ and after 18 day of salt treatment a great reduction in the gs, A and E and an increase in the Ci/Co ratio were observed. The Na+ contents increased with salinity, despite that, in plants fed with NH4+, these contents were lower than in the other N treatments in salinity conditions. The K+ contents, on the other hand, were reduced by salinity, and the plants fed with the mixed NO3-/ NH4+ and only NH4+ absorbed less K+ than the ones fed only with NO3-, mainly in the leaves and stems of plants after 11 days and in leaves and roots of plants after 18 days of salt stress. This way, there was influence of N source in the Na+/K+ ratio, particularly in roots of plants after 18 days of exposure to salt stress, whose lower increases in this parameter were observed in the plants treated only with NO3-. The greatest increments in the Cl- contents caused by salinity were observed in plants fed with NO3- and with the mixed NO3-/ NH4+. However, in control conditions, these contents were increased in leaves and stems of plants fed only with NH4+. The NO3- contents were higher in plants fed with NO3- and NO3-/NH4+, when compared to the ones fed only with NH4+, both in control and salinity conditions. The greatest and lowest Cl-/NO3- ratio were found, respectively, in plants treated with NO3- and with NH4+. The shoot NH4+ contents were little influenced by salinity or by N source, however, in roots of plants fed with NH4+ and under salinity, there was a great accumulation of these ions after 18 days of stress. The soluble carbohydrates contents, in general, increased by salinity, except in the leaves and stems (after 18 days of salt stress) and in the roots (during all the experimental period) of the plants treated with NH4+. Generally, the soluble proteins and soluble amino acids contents were increased by salinity, and the biggest quantities of these solutes were observed in the roots of plants fed with NH4+ and after 18 days of salt stress. The total N contents were reduced by salinity and it was observed especially in plants fed only with NO3-. In the leaves, the activities of nitrate reductase (NR) and nitrite reductase (NiR) were greater in plants fed with NO3- and with the mixed NO3-/ NH4+. Little influence of salinity in NiR activity was observed in maize leaves. In the leaves, the salinity influenced differently the activity of glutamine synthetase (GS) between the different sources of N and time of salt exposure. However, in the roots, in general, the GS activity increased withy salinity, except for the plants fed with NH4+, which were not influenced by this stress. After 18 days of salt exposure, the GS activity was greater in the plants fed with NH4+, compared to the other N treatments. The activity of glutamate synthase (GOGAT), in the leaves, in generral, increased with salinity, despite that, this activity was reduced in the roots mainly in the plants fed with NO3-, after 4 days, and with NH4+, after 11 and 18 days. These results suggest that the several N sources did not influence the tolerance of maize plants to salinity. However, the plants fed with NO3- had better results in ion relations. And greatest GS activities observed in roots of the plants fed with NH4+, after 18 days of stress, helped in the osmotic adjustment, as a consequence of the accumulation of soluble proteins and soluble amino acids

OLIVEIRA, Viviane Pinho de. Caracteres fisiológicos e bioquímicos de Sorghum bicolor E Sorghum sudanense sob condições de salinidade. 2011. 143 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-28T14:27:37Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_vpoliveira.pdf: 1375579 bytes, checksum: 0f56113f4c4ae98e3935348044793fbf (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T14:44:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_vpoliveira.pdf: 1375579 bytes, checksum: 0f56113f4c4ae98e3935348044793fbf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T14:44:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_vpoliveira.pdf: 1375579 bytes, checksum: 0f56113f4c4ae98e3935348044793fbf (MD5) Previous issue date: 2011 / This study aimed to evaluate some physiological and biochemical variables of two species of sorghum subjected to different growing conditions and salinity. For this, two experiments were set up. In the first study, the variables in Sorghum bicolor and Sorghum sudanense were evaluated according different levels of salinity stress. In the second, the variables were studied in two distinct phases of development of two species of sorghum, to determine which one of these species are more resistant to the deleterious effects of salinity. In the first experiment, treatments were arranged in a 5 × 2 factorial, consisting of two species (S. bicolor and S. sudanense) and five treatments (NaCl at 0, 25, 50, 75 and 100 mM). In this experiment, the gas exchange parameters were little affected by salinity in both species. Plant growth of both species decreased as salinity increased. The osmotic potential (ψs) leaves was strongly reduced by salinity in these plants, which significantly increased the concentration of organic solutes in the two species of sorghum. The concentrations of Na+ and Cl- increased with salinity in both species. S. bicolor and S. sudanense maintained relative water content under saline conditions the same as the control. In sorghum species studied, the soluble carbohydrates and the ions K+ and Cl- were the main contributors to the osmotic adjustment of plants. In leaves of S. bicolor, there was an increase in activity of ascorbate peroxidase (APX) and guaiacol (GPX) and a reduction in activity of catalase (CAT), while superoxide dismutase (SOD) was not affected. In S. sudanense, the activity of GPX and SOD increased with increasing salinity. In roots, just SOD activity in S. bicolor were increased with salt stress. Ribonuclease activity in the leaves of both species increased with increasing doses of NaCl, whereas in roots it was reduced as the salt stress intensified. In the second experiment, treatments were arranged in a factorial 2 × 3 × 2, composed of two species (S. bicolor and S. sudanense), three concentrations of salts in irrigation water (electrical conductivities of 0.0, 4.0 and 8.0 dS m-1) and two periods of application of salt stress to plants [from sowing until 25 days later (Phase I) and from 25th to 50th day after sowing (Phase II)], with five repetitions. The main changes in gas exchange occurred in Phase II development. The salt stress reduced plant growth of sorghum in both phases of development, but this reduction was more pronounced in Phase I. The levels of organic solutes varied according to the phases of development, species and salinity. In Phase I, in both species of sorghum, there were increases in levels of Na+ and K+ and reduced Cl- by salinity, whereas in Phase II development, the levels of Na+ and K+ were reduced and Cl- extended, both in S. bicolor as in S. sudanense. In Phase I of development, only SOD in S. bicolor, and CAT in S. sudanense showed activity increases in response to salt stress. In the Phase II, no increase in the activity of antioxidant enzyme system was observed as a function of salinity in both species. In Phase I, the activity of RNase in both species was reduced by salinity, while in Phase II development, it was expanded. Plant growth of S. sudanense was slightly more affected than the S. bicolor. Sorghum species studied in this work were able to reduce the leaf ψs high concentrations of NaCl, which may have contributed to a better osmotic adjustment. In addition, under the conditions employed in the first experiment, S. bicolor appeared to have a more effective antioxidant system against the effects of salinity than S. sudanense. For the second experiment, the growth of sorghum plants was more affected when the salt stress was applied in the early stage of development. The oxidative stress caused by salinity seems to have been sufficient to stimulate the enzymatic antioxidant defense system in Phase II development in both species. Furthermore, increased activity RNase may indicate the role of this enzyme in protecting against the deleterious effects of salinity in these species of sorghum. Overall, there were no marked differences in plant tolerance between S. bicolor and S. sudanense under salinity. / Este trabalho teve por finalidade avaliar algumas variáveis fisiológicas e bioquímicas de duas espécies de sorgo forrageiro submetidas a diferentes condições de cultivo e de salinidade. Para isso, foram montados dois experimentos. No primeiro deles estudou-se tais variáveis em Sorghum bicolor e Sorghum sudanense, em função de diferentes níveis de estresse salino, enquanto no segundo, as variáveis foram estudadas em duas fases distintas de desenvolvimento das duas espécies de sorgo, visando determinar em qual delas essas espécies são mais resistentes aos efeitos deletérios da salinidade. No primeiro experimento, os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 2 × 5, composto por duas espécies (S. bicolor e S. sudanense) e cinco tratamentos (NaCl a 0, 25, 50, 75 e 100 mM). Nesse experimento, os parâmetros de trocas gasosas foram pouco afetados pela salinidade, em ambas as espécies. O crescimento das plantas de ambas as espécies reduziu à medida que a salinidade aumentou. O potencial osmótico (s) foliar foi fortemente reduzido pela salinidade nessas plantas, a qual aumentou significativamente a concentração de solutos orgânicos nas duas espécies de sorgo. As concentrações de Na+ e Cl- aumentaram com a salinidade em ambas as espécies. S. bicolor e S. sudanense mantiveram o teor relativo de água sob condições salinas igual ao do controle. Nas espécies de sorgo estudadas, os carboidratos solúveis e os íons K+ e Cl- foram os que mais contribuíram para o ajustamento osmótico das plantas. Nas folhas de S. bicolor, houve um aumento na atividade das peroxidases do ascorbato (APX) e do guaiacol (GPX) e uma redução na atividade da catalase (CAT), enquanto a dismutase do superóxido (SOD) não foi afetada. Em S. sudanense, à medida que foram elevadas as doses de NaCl, observou-se um aumento na atividade da GPX e da SOD. Nas raízes, apenas a SOD apresentou aumento em atividade no S. bicolor. A atividade ribonucleásica nas folhas de ambas as espécies aumentou com as doses crescentes de NaCl, enquanto que nas raízes, ela foi reduzida à medida que o estresse salino intensificou-se. No segundo experimento, os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 2 × 3 × 2, composto por duas espécies (S. bicolor e S. sudanense), três concentrações de sais na água de irrigação (condutividades elétricas de 0,0; 4,0 e 8,0 dS m-1) e dois períodos de aplicação do estresse salino às plantas [desde a semeadura até 25 dias depois (Fase I) e do 25º ao 50º dia após a semeadura (Fase II)], com cinco repetições. As principais alterações nas trocas gasosas ocorreram na Fase II do desenvolvimento. O estresse salino reduziu o crescimento das plantas de sorgo em ambas as fases de desenvolvimento, porém essa redução foi mais acentuada na Fase I. Os teores dos solutos orgânicos variaram em função das fases de desenvolvimento, da espécie e da salinidade. Na Fase I, em ambas as espécies de sorgo, houve acréscimos nos teores de Na+ e K+ e redução nos de Cl- pela salinidade, enquanto que, na Fase II do desenvolvimento, os teores de Na+ e K+ foram reduzidos e os de Cl-, aumentados, tanto em S. bicolor como em S. sudanense. Na Fase I do desenvolvimento, apenas a SOD, em S. bicolor, e a CAT, em S. sudanense, mostraram incrementos de atividade em resposta ao estresse salino. Já na Fase II, nenhum aumento na atividade do sistema enzimático antioxidativo foi observado em função da salinidade, nas duas espécies estudadas. Na Fase I, a atividade da RNase, em ambas as espécies, foi reduzida com a salinidade, enquanto na Fase II do desenvolvimento, ela foi aumentada. O crescimento das plantas de S. sudanense foi ligeiramente mais afetado que o de S. bicolor. As espécies de sorgo forrageiro estudadas neste trabalho foram capazes de reduzir o s foliar em concentrações elevadas de NaCl, o que pode ter contribuído para um melhor ajustamento osmótico. Além disso, nas condições empregadas no primeiro experimento, S. bicolor pareceu ter um sistema antioxidante mais eficaz contra os efeitos da salinidade do que S. sudanense. Em relação ao segundo experimento, o crescimento das plantas de sorgo forrageiro foi mais afetado quando o estresse salino foi aplicado em estádios iniciais do desenvolvimento. O estresse oxidativo causado pela salinidade parece não ter sido suficiente para estimular o sistema de defesa enzimático antioxidativo na Fase II do desenvolvimento, em ambas as espécies. Além disso, o aumento na atividade RNásica pode indicar o papel desta enzima na proteção contra os efeitos deletérios da salinidade nessas espécies de sorgo. De modo geral, não houve diferenças marcantes na tolerância das plantas de S. bicolor e S. sudanense à salinidade.

GONDIM, Franklin Aragão. Efeitos do peróxido de hidrogênio sobre a germinação e na aclimatação de plantas de milho à salinidade, Fortaleza - CE, 2008. 116 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-05-20T12:26:03Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_fagondim.pdf: 2614140 bytes, checksum: 6acc0bd93625516278dbfcd0d8714f5d (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-05-20T12:38:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_fagondim.pdf: 2614140 bytes, checksum: 6acc0bd93625516278dbfcd0d8714f5d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-20T12:38:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_fagondim.pdf: 2614140 bytes, checksum: 6acc0bd93625516278dbfcd0d8714f5d (MD5) Previous issue date: 2008 / The aim of this work was to evaluate the effects of the hydrogen peroxide (H2O2) on germination and acclimation of maize plants subject to the saline stress, in order to better understand the physiological and biochemical mechanisms involved. In the three experiments the triple hybrid of maize (Zea mays L) BRS 3003 was used. In the first experiment, the effects of H2O2 on germination of the maize seeds were evaluated; in the second, the effects of pre-treating by soaking maize seeds in H2O2 solution on the activities of antioxidative enzymes and isoenzymes; and as, the effects of the pre-treatment of maize seeds with H2O2 on acclimation of the plants to salinity and the possible mechanisms involved with this process. In the first experiment, which was carried out in a growth room, H2O2 accelerated the germination rate of maize seeds at 100 mM, but, not at 500 mM. In the second experiment, also carried out in growth room, it was observed that the pre-treatment of the seeds induced a pronounced increase in the activities of the enzymes ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT), after 30 h of soaking in H2O2. It was also observed that the activity of the Guaiacol peroxidase (GPX) was smaller in the seeds soaked in H2O2 for 12, 24, 30, 36 and 42 h, in relation to those soaked in distilled water (control). However, H2O2 treatment for 48 h showed no significant differences as compared with control. The superoxide dismutase (SOD) activity was not affected by the pre-treatment of the seeds, except for the 24 h treatment. In the seeds, it was detected only one isoform of CAT and six of SOD. The pre-treatment of the seeds did not cause great changes in those isoforms, except for the intensity of the band of activity of CAT visualized in the polyacrylamide gel, which was very superior to that of the control, when the seeds were soaked by 36 and 48 h with H2O2. The increases in the activities of APX and, especially, of CAT, could be associated with the acceleration of the germination process. In the third experiment, which was carried out initially at growth room and, later, at the glasshouse, maize seeds were pre-treated for 36 h by soaking in solution of H2O2 100 mM or in distilled water. Those seeds were germinated on filter paper moistened with nutrient solution in the presence or absence of NaCl 80 mM, in a growth room. After six days, the seedling were transferred to the glasshouse and cultivated in trays containing only nutrient solution (control treatment) or nutrient solution with NaCl at 80 mM. Plants were harvest with 6, 11 and 16 days old. The results showed the pre-treatment of the seeds with H2O2 induced acclimation of the plants to the salinity. It decreased the deleterious effects of salt stress on the growth (biomass production and leaf area) of maize. This fact was associated with a higher efficiency of the antioxidative system of plants pre-treated with H2O2. CAT was the most important among the H2O2 scavenging enzymes in leaves, but, its activity was strongly reduced by salinity in plants 6 and 11 days old, however, this effect was totally reverted in the stressed plants originated from seeds pre-treated with H2O2. On the other hand, in the roots of plants submitted to saline stress, the activity of SOD was stimulated by the pre-treatment of the seeds with H2O2, in the three periods of harvest. In general, salinity reduced the photosynthetic parameters (stomatal conductance, net CO2 assimilation rate, transpiration and intracellular CO2 concentration) and the H2O2 pre-treatment of seeds was not capable to revert that effect. In terms of osmotic adjustment, the contents of organic solutes were not positively correlated to the process of acclimation to salt stress of the plants pre-treated with H2O2 to the salinity. However, the smallest values of the Na+/K+ ratio in roots and in leaves were found for the pre-treated plants submitted to salinity, when compared to those originated from of seeds pre-treated with water (control) and submitted to that same treatment, and it may also be a responsible factor for the acclimation of the maize plants to the salinity. / Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do peróxido de hidrogênio (H2O2) sobre a germinação e a aclimatação de plantas de milho ao estresse salino, estudando os mecanismos fisiológicos e bioquímicos envolvidos. Nos experimentos, em número de três, foi utilizado o híbrido triplo de milho (Zea mays L), o BRS 3003. No primeiro experimento, foram avaliados os efeitos do H2O2 na germinação das sementes de milho; no segundo, foram avaliados os efeitos do pré-tratamento de embebição das sementes de milho com H2O2 nas atividades das enzimas e isoenzimas antioxidativas e, no terceiro, foram avaliados os efeitos do pré-tratamento de sementes de milho com H2O2 sobre a aclimatação das plantas de milho à salinidade e os mecanismos possivelmente envolvidos. No primeiro experimento, o qual foi realizado em sala da germinação, observou-se que o H2O2 na concentração de 100 mM acelerou o processo de germinação das sementes de milho, o mesmo não ocorrendo na concentração de 500 mM. No segundo experimento, o qual também foi realizado em sala de germinação, observou-se que o pré-tratamento das sementes induziu forte aumento nas atividades das enzimas peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT), desde o tempo de embebição de 30 h das sementes com H2O2. Já com relação à peroxidase do guaiacol (GPX), observou-se que a atividade dessa enzima foi menor nas sementes embebidas com H2O2 nos tempos de 12, 24, 30, 36 e 42 h, em relação àquelas embebidas em água destilada (controle), porém, nas pré-tratadas por um tempo de 48 h não foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos. A dismutase do superóxido (SOD), por sua vez, não foi afetada pelo pré-tratamento das sementes, exceto no tratamento de embebição das sementes com H2O2 por 24 h. Nas sementes, foi detectada apenas uma isoenzima de CAT e seis de SOD. O pré-tratamento das sementes não provocou alterações nessas isoformas, exceto com relação à intensidade da banda de atividade da CAT visualizada no gel de poliacrilamida, que se mostrou muito superior àquela do controle, quando as sementes foram embebidas por 36 e 48 h com H2O2. É possível que os aumentos nas atividades da APX e, especialmente, da CAT, tenham sido responsáveis pela aceleração do processo de germinação. No terceiro experimento, o qual foi conduzido inicialmente em Sala de germinação e, em seguida, em casa de vegetação, foram utilizadas sementes de milho prétratadas por 36 h de embebição em solução de H2O2 a 100 mM ou em água destilada. Essas sementes foram postas para germinar em folhas de papel de filtro umedecidas com solução nutritiva em presença ou ausência de NaCl a 80 mM em sala de germinação. Decorridos seis dias, as plântulas foram transferidas para a casa de vegetação e cultivadas hidroponicamente em presença ou ausência de NaCl a 80 mM, sendo feitas coletas das plantas aos 6, 11 e 16 dias de idade. Como resultado, observou-se que o pré-tratamento das sementes com H2O2 induziu a aclimatação das plantas à salinidade, reduzindo parcialmente os efeitos deletérios da salinidade na produção de matéria e na área foliar. Esse resultado pode ser atribuído, pelo menos em parte, a uma maior eficiência do sistema antioxidativo das plantas oriundas de sementes pré-tratadas com H2O2. A CAT, que se mostrou a principal enzima eliminadora de H2O2, teve sua atividade nas folhas fortemente reduzida pela salinidade, nas plantas com seis dias de idade, sendo este efeito totalmente revertido nas plantas provenientes de sementes pré-tratadas com H2O2. Por outro lado, nas raízes das plantas submetidas ao estresse salino, a atividade da SOD foi estimulada pelo pré-tratamento das sementes com H2O2, nos três tempos de coleta. De modo geral, a salinidade reduziu os parâmetros fotossintéticos (condutância estomática, transpiração, fotossíntese e concentração interna de CO2) e o pré-tratamento das sementes não foi capaz de reverter esse efeito. Não foi possível estabelecer-se uma correlação precisa entre os teores de solutos orgânicos e o processo de aclimatação das plantas pré-tratadas com H2O2 à salinidade, em termos de ajustamento osmótico. No entanto, os menores valores da razão Na+/K+ nas raízes e, especialmente, nas folhas das plantas pré-tratadas e submetidas à salinidade, em relação àquelas oriundas de sementes pré-tratadas com água (controle) e submetidas a esse mesmo tratamento, aos 16 dias de idade, pode também ter sido um fator responsável, pelo menos em parte, pela aclimatação das plantas de milho à salinidade.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do prÃ-tratamento de pulverizaÃÃo foliar das plantas de milho com perÃxido de hidrogÃnio (H2O2) sobre a aclimataÃÃo ao estresse salino, estudando os mecanismos fisiolÃgicos e bioquÃmicos envolvidos. A presente tese foi dividida em trÃs experimentos independentes que resultaram na produÃÃo de trÃs capÃtulos, cada um correspondendo a um artigo cientÃfico. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetaÃÃo, sob condiÃÃes hidropÃnicas, utilizando o hÃbrido triplo de milho (Zea mays L), BRS 3003. Oito dias apÃs a semeadura, as plÃntulas foram pulverizadas com Ãgua destilada (controle) ou soluÃÃo aquosa de H2O2 na concentraÃÃo de 10 mM e, 48 h apÃs o inÃcio da pulverizaÃÃo, foram submetidas ao tratamento com NaCl a 80 mM. No primeiro trabalho, foram estudados os efeitos da aplicaÃÃo foliar de H2O2 no crescimento e nos teores de solutos orgÃnicos e inorgÃnicos de plantas de milho crescendo sob condiÃÃes salinas. Verificou-se que o prÃ-tratamento de pulverizaÃÃo das plantas de milho com H2O2 induziu aclimataÃÃo das plantas de milho ao estresse salino, revertendo parcialmente os efeitos deletÃrios da salinidade no crescimento. Este efeito foi atribuÃdo, pelo menos em parte, a um maior acÃmulo de proteÃnas solÃveis, carboidratos solÃveis e NO3-, bem como a um menor acÃmulo de Ãons tÃxicos (Na+ e Cl-) nas folhas. O segundo trabalho avaliou os efeitos da aplicaÃÃo foliar de H2O2 no crescimento, na atividade das enzimas antioxidativas, na peroxidaÃÃo dos lipÃdios (teores de malondialdeÃdo-MDA) e na expressÃo da enzima catalase (CAT) em plantas de milho sob condiÃÃes de estresse salino. Constatou-se que a salinidade reduziu o crescimento das plantas e que a aplicaÃÃo foliar de H2O2 minimizou este efeito. Observou-se tambÃm que as enzimas antioxidativas estudadas (catalase, peroxidase do guaiacol, perdoxidase do ascorbato e dismutase do superÃxido) tiveram suas atividades aumentadas pela aplicaÃÃo foliar de H2O2. A CAT se mostrou a principal enzima responsiva ao H2O2 e seu aumento de atividade parace estar relacionado à regulaÃÃo da expressÃo gÃnica. Sob condiÃÃes salinas, a menor peroxidaÃÃo de lipÃdios foi encontrada nas plantas que apresentaram maiores atividades da CAT. De modo geral, concluiu-se que a pulverizaÃÃo foliar das plantas de milho com H2O2 foi capaz de reduzir os efeitos deletÃrios da salinidade no crescimento das plantas e na peroxidaÃÃo dos lipÃdios. Essas respostas podem ser atribuÃdas, pelo menos em parte, à capacidade do H2O2 de induzir aumento na atividade e/ou expressÃo das enzimas antioxidativas, especialmente a CAT. O terceiro trabalho analisou os efeitos da aplicaÃÃo foliar de H2O2 na Ãrea foliar, nos teores relativos de clorofila, nos teores relativos de Ãgua, nas trocas gasosas e nos teores de H2O2, ascorbato e glutationa de plantas de milho crescendo sob condiÃÃes salinas. De modo geral, a salinidade reduziu a Ãrea foliar, os teores relativos de clorofila e os teores relativos de Ãgua e a pulverizaÃÃo foliar com H2O2 foi eficaz em minimizar esse efeito. A salinidade reduziu os parÃmetros fotossintÃticos (condutÃncia estomÃtica, transpiraÃÃo, fotossÃntese e concentraÃÃo interna de CO2) e o prÃ-tratamento de pulverizaÃÃo das plantas com H2O2 foi capaz de reverter parcialmente esse efeito. Os teores de H2O2 foram aumentados pela salinidade tanto nas folhas como nas raÃzes e a pulverizaÃÃo foliar com H2O2 mostrou-se eficiente em reduzir este efeito, sem, contudo, alterar o estado redox dos antioxidantes analisados (ascorbato e glutationa). / This study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on the maize plant acclimation to salt stress, studying the physiological and biochemical mechanisms involved. The present thesis was divided into three independent experiments that resulted in three chapters, each one corresponding to a scientific article. The experiments were conducted under hydroponic conditions and maintained in greenhouse, the plant model used was triple hybrid of maize (Zea mays L.), BRS 3003. Eight days after sowing (DAS), the seedlings were sprayed with 10 mM H2O2 solution or distilled water (as a control). Forty-eight hours after the spraying beginning, the seedlings were subjected to treatment with NaCl at 80 mM. In the first study, we analyzed the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on the growth and on the levels of organic and inorganic solutes in maize plants under salt stress. It was observed that H2O2 leaf spraying pretreatment promoted plant acclimation to salt stress, reducing the deleterious effects of salinity on the maize growth. This effect can be attributed, at least partially, to a great production of proteins, and soluble carbohydrates and NO3- as well as lower levels of Cl- and Na+ in leaves. The second study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on growth, antioxidative enzymes activity, lipid peroxidation (levels of malondialdehyde - MDA) and on the catalase expression (CAT) in maize plants under salt stress. It was observed that salinity reduced maize seedling growth when compared to control conditions, and H2O2 foliar spraying was effective in minimizing this effect. Analysis of the antioxidative enzymes (catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase) revealed that H2O2 leaf spraying increased antioxidant enzyme activities. CAT was the most responsive of these enzymes to H2O2, with higher activity since the beginning of the treatment (48 h), while guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase were responsive only at later stages (240 h) of treatment. Increased CAT activity appears linked to gene expression regulation. Lower MDA levels were detected in plants with higher CAT activity, which may result from the protective function of this enzyme. Overall, we can conclude that pretreatment with H2O2 leaf spraying was able to reduce the deleterious salinity effects on seedling growth and lipid peroxidation. These responses could be attributed to the H2O2 ability to induce antioxidant defenses, especially CAT activity. The third study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on leaf area, relative chlorophyll content, relative water content, gas exchange and on the H2O2, ascorbate and glutathione contents in salt-stressed maize plants. In general, the salinity reduced leaf area, relative chlorophyll content and relative water content of the maize plants in comparison to the plants that grew under control conditions, moreover H2O2 leaf spraying was effective in minimize this effect. The salt treatment reduced photosynthetic parameters and, the H2O2 leaf spray was able to partially reverse this effect. The H2O2 content was increased by salinity in both, leaves and roots, and H2O2 leaf spray was effective in reducing this negative effect. The H2O2 foliar application did not alter the redox state of the antioxidants studied (ascorbate and glutathione).

AssociaÃÃo TÃcnico-CientÃfica Eng. Paulo de Frontin / nÃo hà / Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do perÃxido de hidrogÃnio (H2O2) sobre a germinaÃÃo e a aclimataÃÃo de plantas de milho ao estresse salino, estudando os mecanismos fisiolÃgicos e bioquÃmicos envolvidos. Nos experimentos, em nÃmero de trÃs, foi utilizado o hÃbrido triplo de milho (Zea mays L), o BRS 3003. No primeiro experimento, foram avaliados os efeitos do H2O2 na germinaÃÃo das sementes de milho; no segundo, foram avaliados os efeitos do prÃ-tratamento de embebiÃÃo das sementes de milho com H2O2 nas atividades das enzimas e isoenzimas antioxidativas e, no terceiro, foram avaliados os efeitos do prÃ-tratamento de sementes de milho com H2O2 sobre a aclimataÃÃo das plantas de milho à salinidade e os mecanismos possivelmente envolvidos. No primeiro experimento, o qual foi realizado em sala da germinaÃÃo, observou-se que o H2O2 na concentraÃÃo de 100 mM acelerou o processo de germinaÃÃo das sementes de milho, o mesmo nÃo ocorrendo na concentraÃÃo de 500 mM. No segundo experimento, o qual tambÃm foi realizado em sala de germinaÃÃo, observou-se que o prÃ-tratamento das sementes induziu forte aumento nas atividades das enzimas peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT), desde o tempo de embebiÃÃo de 30 h das sementes com H2O2. Jà com relaÃÃo à peroxidase do guaiacol (GPX), observou-se que a atividade dessa enzima foi menor nas sementes embebidas com H2O2 nos tempos de 12, 24, 30, 36 e 42 h, em relaÃÃo Ãquelas embebidas em Ãgua destilada (controle), porÃm, nas prÃ-tratadas por um tempo de 48 h nÃo foram observadas diferenÃas significativas entre os tratamentos. A dismutase do superÃxido (SOD), por sua vez, nÃo foi afetada pelo prÃ-tratamento das sementes, exceto no tratamento de embebiÃÃo das sementes com H2O2 por 24 h. Nas sementes, foi detectada apenas uma isoenzima de CAT e seis de SOD. O prÃ-tratamento das sementes nÃo provocou alteraÃÃes nessas isoformas, exceto com relaÃÃo à intensidade da banda de atividade da CAT visualizada no gel de poliacrilamida, que se mostrou muito superior Ãquela do controle, quando as sementes foram embebidas por 36 e 48 h com H2O2. à possÃvel que os aumentos nas atividades da APX e, especialmente, da CAT, tenham sido responsÃveis pela aceleraÃÃo do processo de germinaÃÃo. No terceiro experimento, o qual foi conduzido inicialmente em Sala de germinaÃÃo e, em seguida, em casa de vegetaÃÃo, foram utilizadas sementes de milho prÃtratadas por 36 h de embebiÃÃo em soluÃÃo de H2O2 a 100 mM ou em Ãgua destilada. Essas sementes foram postas para germinar em folhas de papel de filtro umedecidas com soluÃÃo nutritiva em presenÃa ou ausÃncia de NaCl a 80 mM em sala de germinaÃÃo. Decorridos seis dias, as plÃntulas foram transferidas para a casa de vegetaÃÃo e cultivadas hidroponicamente em presenÃa ou ausÃncia de NaCl a 80 mM, sendo feitas coletas das plantas aos 6, 11 e 16 dias de idade. Como resultado, observou-se que o prÃ-tratamento das sementes com H2O2 induziu a aclimataÃÃo das plantas à salinidade, reduzindo parcialmente os efeitos deletÃrios da salinidade na produÃÃo de matÃria e na Ãrea foliar. Esse resultado pode ser atribuÃdo, pelo menos em parte, a uma maior eficiÃncia do sistema antioxidativo das plantas oriundas de sementes prÃ-tratadas com H2O2. A CAT, que se mostrou a principal enzima eliminadora de H2O2, teve sua atividade nas folhas fortemente reduzida pela salinidade, nas plantas com seis dias de idade, sendo este efeito totalmente revertido nas plantas provenientes de sementes prÃ-tratadas com H2O2. Por outro lado, nas raÃzes das plantas submetidas ao estresse salino, a atividade da SOD foi estimulada pelo prÃ-tratamento das sementes com H2O2, nos trÃs tempos de coleta. De modo geral, a salinidade reduziu os parÃmetros fotossintÃticos (condutÃncia estomÃtica, transpiraÃÃo, fotossÃntese e concentraÃÃo interna de CO2) e o prÃ-tratamento das sementes nÃo foi capaz de reverter esse efeito. NÃo foi possÃvel estabelecer-se uma correlaÃÃo precisa entre os teores de solutos orgÃnicos e o processo de aclimataÃÃo das plantas prÃ-tratadas com H2O2 à salinidade, em termos de ajustamento osmÃtico. No entanto, os menores valores da razÃo Na+/K+ nas raÃzes e, especialmente, nas folhas das plantas prÃ-tratadas e submetidas à salinidade, em relaÃÃo Ãquelas oriundas de sementes prÃ-tratadas com Ãgua (controle) e submetidas a esse mesmo tratamento, aos 16 dias de idade, pode tambÃm ter sido um fator responsÃvel, pelo menos em parte, pela aclimataÃÃo das plantas de milho à salinidade. / The aim of this work was to evaluate the effects of the hydrogen peroxide (H2O2) on germination and acclimation of maize plants subject to the saline stress, in order to better understand the physiological and biochemical mechanisms involved. In the three experiments the triple hybrid of maize (Zea mays L) BRS 3003 was used. In the first experiment, the effects of H2O2 on germination of the maize seeds were evaluated; in the second, the effects of pre-treating by soaking maize seeds in H2O2 solution on the activities of antioxidative enzymes and isoenzymes; and as, the effects of the pre-treatment of maize seeds with H2O2 on acclimation of the plants to salinity and the possible mechanisms involved with this process. In the first experiment, which was carried out in a growth room, H2O2 accelerated the germination rate of maize seeds at 100 mM, but, not at 500 mM. In the second experiment, also carried out in growth room, it was observed that the pre-treatment of the seeds induced a pronounced increase in the activities of the enzymes ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT), after 30 h of soaking in H2O2. It was also observed that the activity of the Guaiacol peroxidase (GPX) was smaller in the seeds soaked in H2O2 for 12, 24, 30, 36 and 42 h, in relation to those soaked in distilled water (control). However, H2O2 treatment for 48 h showed no significant differences as compared with control. The superoxide dismutase (SOD) activity was not affected by the pre-treatment of the seeds, except for the 24 h treatment. In the seeds, it was detected only one isoform of CAT and six of SOD. The pre-treatment of the seeds did not cause great changes in those isoforms, except for the intensity of the band of activity of CAT visualized in the polyacrylamide gel, which was very superior to that of the control, when the seeds were soaked by 36 and 48 h with H2O2. The increases in the activities of APX and, especially, of CAT, could be associated with the acceleration of the germination process. In the third experiment, which was carried out initially at growth room and, later, at the glasshouse, maize seeds were pre-treated for 36 h by soaking in solution of H2O2 100 mM or in distilled water. Those seeds were germinated on filter paper moistened with nutrient solution in the presence or absence of NaCl 80 mM, in a growth room. After six days, the seedling were transferred to the glasshouse and cultivated in trays containing only nutrient solution (control treatment) or nutrient solution with NaCl at 80 mM. Plants were harvest with 6, 11 and 16 days old. The results showed the pre-treatment of the seeds with H2O2 induced acclimation of the plants to the salinity. It decreased the deleterious effects of salt stress on the growth (biomass production and leaf area) of maize. This fact was associated with a higher efficiency of the antioxidative system of plants pre-treated with H2O2. CAT was the most important among the H2O2 scavenging enzymes in leaves, but, its activity was strongly reduced by salinity in plants 6 and 11 days old, however, this effect was totally reverted in the stressed plants originated from seeds pre-treated with H2O2. On the other hand, in the roots of plants submitted to saline stress, the activity of SOD was stimulated by the pre-treatment of the seeds with H2O2, in the three periods of harvest. In general, salinity reduced the photosynthetic parameters (stomatal conductance, net CO2 assimilation rate, transpiration and intracellular CO2 concentration) and the H2O2 pre-treatment of seeds was not capable to revert that effect. In terms of osmotic adjustment, the contents of organic solutes were not positively correlated to the process of acclimation to salt stress of the plants pre-treated with H2O2 to the salinity. However, the smallest values of the Na+/K+ ratio in roots and in leaves were found for the pre-treated plants submitted to salinity, when compared to those originated from of seeds pre-treated with water (control) and submitted to that same treatment, and it may also be a responsible factor for the acclimation of the maize plants to the salinity.