Doctor Educationis / Maize (Zea mays L.) is grown globally as an important grain crop in South Africa, United States, China and Brazil and plays a major role in the worldwide economy. In South Africa, the grain is utilised for food consumption, livestock feed, for malting purposes and bioethanol production. Maize contains approximately 72% starch, 10% protein, 4% fat and supplying an energy density of 365 Kcal/100 g. The production of grain crops in South Africa is restricted by various factors such as abiotic and biotic stresses. The fungal genus Aspergillus is one of the most important biotic stresses affecting maize in the country. Aspergillus flavus can contaminate a wide range of agricultural commodities either in storage or field. Hydrogen sulfide appears to have a potential in the mechanism of resistance against pathogen attack by Aspergillus flavus. / 2023

>Magister Scientiae - MSc / Agricultural practices are significantly affected by drought. Drought is one of the most important plant stresses, causing several physiological, morphological, biochemical, and molecular changes in plants. Drought stress is of great challenge for crop growth, development and yield. Zea mays (maize) is one of the important crops worldwide due to the nutritional profile and other uses such as human consumption, manufacturing and animal feed. Under unfavorable conditions, plants produce high amounts of reactive oxygen species (ROS). Excessive formation of ROS is harmful for plant survival and can induce cell death. Defense mechanisms activated in response to drought in plants include antioxidant enzyme activity and proline accumulation. There is evidence of the use of nitric oxide (NO) donors and hydrogen peroxide (H2O2) at low concentrations to enhance the activity of antioxidant enzymes in stressed plants. Hence, the aim of the study is to examine the role of NO and H2O2 in regulation of antioxidant enzyme activity in maize subjected to water deficit. / 2023

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Nas últimas décadas tem havido uma grande preocupação com os níveis de poluição ambiental, uma vez que esta tem causado problemas à saúde humana e perdas significativas na produção agrícola. A contaminação do ambiente por metais pesados vem se tornando um problema global, sendo uma ameaça cada vez mais presente em muitos ecossistemas, especialmente próximo a áreas industriais e urbanas. A poluição por metais pesados, particularmente pelo cádmio (Cd), considerado um dos mais tóxicos é gerada principalmente pelas atividades de mineração e industriais, (manufatura de baterias, produção de fertilizantes, estabilização de plásticos), além da utilização de lodo de esgoto e fertilizantes fosfatados. Quando há exposição aos metais pesados, danos oxidativos freqüentemente ocorrem, devido à intensificação na produção de espécies ativas de oxigênio (EAOs), as quais estimulam a produção de enzimas responsáveis por sua desintoxicação, dentre elas as peroxidases, superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa redutase (GR), guaiacol peroxidase e outras. O estudo dessas variações pode fornecer dados importantes relativos aos níveis de tolerância, especificidade da resposta e níveis de poluição no ambiente. Esses dados também podem ser úteis para obtenção de microrganismos mais tolerantes, além de estudos relacionados a biorremediação, técnica que consiste na remoção de íons tóxicos do ambiente com o auxílio de organismos vivos. Há pouca informação na literatura com referência à resposta antioxidante de fungos ao efeito do metal pesado cádmio. O objetivo desse trabalho foi estudar variações nas enzimas antioxidantes em resposta à exposição a diferentes concentrações de Cd em uma linhagem do fungo Aspergillus sp., a CadG1, por possuir tolerância ao cádmio. Para conhecer o comportamento enzimático dessa linhagem em resposta ao Cd, foram realizados experimentos para determinação de massa seca e para estudar as respostas enzimáticas, nas concentrações de 0; 0,2; 0,6; 1,2 e 2,0 mM de cloreto de cádmio (CdCl2), e tempos de exposição de 6, 9, 12, 24 e 48 horas, a partir de um crescimento de 12 horas em meio mínimo. A linhagem CadG1 apresentou variações nas atividades de SOD e CAT e GR nos tempos de exposição e concentrações estudados. Observou-se um efeito significativo de tempo, concentraçao e da interação entre esses fatores sobre o crescimento da linhagem e também sobre a quantidade de proteínas totais extraídas do micélio da linhagem CadG1. Os resultados obtidos sugerem o cádmio induziu a formação de peróxido de hidrogênio (H2O2), que por sua vez, induziu a atividade de CAT e GR. / In the last decades there has been a great deal of concerning towards environmental pollution levels, due to the problems it has caused to the human health and also contributing to agricultural yield decreasing. Contamination of the environment with heavy metals is becoming a serious global problem, threatening seriously different ecosystems, particularly those near urban and industrial areas. Heavy metal pollution, caused mainly by cadmium (Cd), is considered one of the more toxic, which is generated by mining and industrial activities (battery manufacturin) and the usage of sewage sludge and phosphate fertilizers. When things are exposed to heavy metals, oxidative damage often occurs, due to the generation of reactive oxygen species (ROS), which can stimulate enzymes responsible for their detoxification, such as peroxidases, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), guaiacol peroxidase and others. The study of these variations may allow obtaining the tolerance levels evaluation, specificity of response and levels of pollution in the environment. These data may be useful in breeding programs to select tolerant microrganisms, besides the studies related to the bioremediation, technique that involves the toxic ions removal, by living organisms, from the environment. There is little information in literature about the antioxidant response of fungus to the effects of the heavy metal cadmium. This work aims to study the variation of antioxidant enzymes in response to different concentrations of cadmium in one Aspergillus sp. strain, CadG1, which is cadmium tolerant. To know the enzymatic behaviour of this strain in response to cadmium, experiments were conducted to determine the dried mass and to study the enzymatic responses in concentrations of 0; 0,2; 0,6; 1,2 and 2,0 mM of CdCl2, and in different times of exposure, 6, 9, 12, 24 e 48 hours, after initial growth for 12 hours in minimum medium. The CadG1 strain show variation in the activities of SOD, CAT and GR in the exposure and concentrations studied periods. It has observed a significant effect on the time, concentration and interaction among these factors on the strain growing and the total proteins amount extracted from the strain mycelium. The results suggest that cadmium induced the formation of hydrogen peroxide (H2O2), which induced the activities of CAT and GR as well.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2018-02-08T18:24:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) karine_beatriz_costa.pdf: 1519823 bytes, checksum: a9100527a90f32a6eb92e5f97960ea08 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-03-09T19:22:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) karine_beatriz_costa.pdf: 1519823 bytes, checksum: a9100527a90f32a6eb92e5f97960ea08 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T19:22:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) karine_beatriz_costa.pdf: 1519823 bytes, checksum: a9100527a90f32a6eb92e5f97960ea08 (MD5) Previous issue date: 2017 / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O desbalan?o entre a produ??o de esp?cies reativas de oxig?nio e nitrog?nio e a a??o dos sistemas de defesa antioxidante ? uma condi??o conhecida como desequil?brio redox. O exerc?cio f?sico m?ximo ? associado ao aumento da produ??o de esp?cies reativas e pode ser utilizado como modelo fisiol?gico para o estudo do desequil?brio redox. Condi??es pr?-anal?ticas de manejo de amostras biol?gicas, como o tempo de congelamento, podem interferir na integridade de analitos. Assim, esse estudo avaliou o efeito do tempo de congelamento da amostra na quantifica??o de biomarcadores de estado redox no gastrocn?mio, cora??o e c?rebro de camundongos swiss submetidos a uma sess?o de exerc?cio m?ximo. Vinte e seis camundongos foram divididos em grupo controle, que n?o realizou exerc?cio, e grupo exerc?cio, submetido a uma sess?o de exerc?cio em piscina, com aumento progressivo de carga, at? a exaust?o. Os tecidos foram coletados imediatamente ap?s o protocolo experimental e seccionados para avalia??o a fresco e ap?s 1, 3 e 6 meses de congelamento a -80 ?C. O exerc?cio m?ximo modificou o estado redox de tecidos frescos, demonstrado pelo aumento da peroxida??o lip?dica, da atividade das enzimas antioxidantes catalase e super?xido dismutase e diminui??o da capacidade antioxidante total em todos os tecidos analisados e pelo aumento de derivados carbon?licos em prote?nas no gastrocn?mio e c?rebro. O efeito do exerc?cio sobre a peroxida??o lip?dica foi reduzido no gastrocn?mio congelado por 6 meses e no c?rebro e cora??o isso ocorreu j? com um m?s de congelamento da amostra. Por outro lado, o tempo de congelamento n?o alterou o efeito do exerc?cio sobre os derivados carbon?licos em prote?nas e a capacidade antioxidante total n?o enzim?tica. A resposta ao exerc?cio da catalase, em todos os tecidos, e da super?xido dismutase no gastrocn?mio foi reduzida ap?s um m?s de congelamento. J? no c?rebro e cora??o a resposta da super?xido dismutase ao exerc?cio foi reduzida apenas ap?s tr?s meses de congelamento. De maneira geral, os resultados desse estudo mostram que o tempo de congelamento afeta, de maneira dependente do tecido e do marcador em an?lise, a resposta de biomarcadores do estado redox a uma sess?o de exerc?cio m?ximo. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa Multic?ntrico de P?s-gradua??o em Ci?ncias Fisiol?gicas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / The imbalance between the production of oxygen and nitrogen species and the antioxidant system function is known as redox imbalance. Maximum physical exercise is associated with increased production of reactive species and can be used as a physiological model for the study of redox imbalance. Pre-analytical conditions, such as sample freezing duration, may interfere with analyte integrity. Thus, this study evaluated the effect of sample freezing duration on the quantification of redox biomarkers in the gastrocnemius, heart and brain of Swiss mice submitted to a maximal exercise session. Twenty-six mice were divided into control group, who did not exercise, and exercise group, who performed a maximal swim test. The tissues were collected immediately after the experimental protocol and sectioned for fresh evaluation and after 1, 3 and 6 months of freezing at -80 ? C. The maximal exercise modified the redox status of fresh tissues, demonstrated bythe increase on levels of lipid peroxidation, activity of the antioxidant enzymes catalase and superoxide dismutase and reduction of the total antioxidant capacity, in all the analyzed tissues, and by the increase of protein carbonyl content in the gastrocnemius and brain. The effect of exercise on lipid peroxidation was reduced in gastrocnemius frozen for 6 months and in the brain and heart this occurred in samples after one month of freezing. On the other hand, the freezing duration did not alter the exercise effect on proteins carbonyl content and the total non-enzymatic antioxidant capacity. The catalase response to exercise in all tissues and the superoxide dismutase response in the gastrocnemius were reduced after one month of freezing. However in the brain and heart the response of superoxide dismutase to exercise was reduced only after three months of freezing. This study shows that freezing duration, depending on the tissue and marker under analysis, affects the evaluation of the redox state response to a maximal exercise session.

Nas últimas décadas tem havido uma grande preocupação com os níveis de poluição ambiental, uma vez que esta tem causado problemas à saúde humana e perdas significativas na produção agrícola. A contaminação do ambiente por metais pesados vem se tornando um problema global, sendo uma ameaça cada vez mais presente em muitos ecossistemas, especialmente próximo a áreas industriais e urbanas. A poluição por metais pesados, particularmente pelo cádmio (Cd), considerado um dos mais tóxicos é gerada principalmente pelas atividades de mineração e industriais, (manufatura de baterias, produção de fertilizantes, estabilização de plásticos), além da utilização de lodo de esgoto e fertilizantes fosfatados. Quando há exposição aos metais pesados, danos oxidativos freqüentemente ocorrem, devido à intensificação na produção de espécies ativas de oxigênio (EAOs), as quais estimulam a produção de enzimas responsáveis por sua desintoxicação, dentre elas as peroxidases, superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa redutase (GR), guaiacol peroxidase e outras. O estudo dessas variações pode fornecer dados importantes relativos aos níveis de tolerância, especificidade da resposta e níveis de poluição no ambiente. Esses dados também podem ser úteis para obtenção de microrganismos mais tolerantes, além de estudos relacionados a biorremediação, técnica que consiste na remoção de íons tóxicos do ambiente com o auxílio de organismos vivos. Há pouca informação na literatura com referência à resposta antioxidante de fungos ao efeito do metal pesado cádmio. O objetivo desse trabalho foi estudar variações nas enzimas antioxidantes em resposta à exposição a diferentes concentrações de Cd em uma linhagem do fungo Aspergillus sp., a CadG1, por possuir tolerância ao cádmio. Para conhecer o comportamento enzimático dessa linhagem em resposta ao Cd, foram realizados experimentos para determinação de massa seca e para estudar as respostas enzimáticas, nas concentrações de 0; 0,2; 0,6; 1,2 e 2,0 mM de cloreto de cádmio (CdCl2), e tempos de exposição de 6, 9, 12, 24 e 48 horas, a partir de um crescimento de 12 horas em meio mínimo. A linhagem CadG1 apresentou variações nas atividades de SOD e CAT e GR nos tempos de exposição e concentrações estudados. Observou-se um efeito significativo de tempo, concentraçao e da interação entre esses fatores sobre o crescimento da linhagem e também sobre a quantidade de proteínas totais extraídas do micélio da linhagem CadG1. Os resultados obtidos sugerem o cádmio induziu a formação de peróxido de hidrogênio (H2O2), que por sua vez, induziu a atividade de CAT e GR. / In the last decades there has been a great deal of concerning towards environmental pollution levels, due to the problems it has caused to the human health and also contributing to agricultural yield decreasing. Contamination of the environment with heavy metals is becoming a serious global problem, threatening seriously different ecosystems, particularly those near urban and industrial areas. Heavy metal pollution, caused mainly by cadmium (Cd), is considered one of the more toxic, which is generated by mining and industrial activities (battery manufacturin) and the usage of sewage sludge and phosphate fertilizers. When things are exposed to heavy metals, oxidative damage often occurs, due to the generation of reactive oxygen species (ROS), which can stimulate enzymes responsible for their detoxification, such as peroxidases, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), guaiacol peroxidase and others. The study of these variations may allow obtaining the tolerance levels evaluation, specificity of response and levels of pollution in the environment. These data may be useful in breeding programs to select tolerant microrganisms, besides the studies related to the bioremediation, technique that involves the toxic ions removal, by living organisms, from the environment. There is little information in literature about the antioxidant response of fungus to the effects of the heavy metal cadmium. This work aims to study the variation of antioxidant enzymes in response to different concentrations of cadmium in one Aspergillus sp. strain, CadG1, which is cadmium tolerant. To know the enzymatic behaviour of this strain in response to cadmium, experiments were conducted to determine the dried mass and to study the enzymatic responses in concentrations of 0; 0,2; 0,6; 1,2 and 2,0 mM of CdCl2, and in different times of exposure, 6, 9, 12, 24 e 48 hours, after initial growth for 12 hours in minimum medium. The CadG1 strain show variation in the activities of SOD, CAT and GR in the exposure and concentrations studied periods. It has observed a significant effect on the time, concentration and interaction among these factors on the strain growing and the total proteins amount extracted from the strain mycelium. The results suggest that cadmium induced the formation of hydrogen peroxide (H2O2), which induced the activities of CAT and GR as well.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-20T18:17:14Z No. of bitstreams: 1 Maria Jaislanny Lacerda e Medeiros.pdf: 909590 bytes, checksum: 0e95c9fcfcaf2b83dfef908431276982 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T18:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria Jaislanny Lacerda e Medeiros.pdf: 909590 bytes, checksum: 0e95c9fcfcaf2b83dfef908431276982 (MD5) Previous issue date: 2010-02-05 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Sugarcane is one of the main agricultural products in the economic and social scenario Brazilian and maintenance, as well as increased production and productivity is linked to genetic improvement with selection of new genotypes that have the characteristics of agronomic interest. The techniques of tissue culture can be used in studies of selection or evaluation of the tolerance of plants contributing to clarify the changes from the conditions of stress. The productivity of sugarcane is influenced by several environmental factors such as salinity that limits production due to osmotic effects and ion toxicity by absorption of Na+ and Cl-. Salt stress increase the concentration of reactive oxygen species (ROS), may promote oxidative stress and cause injury to lipids, proteins, carbohydrates and DNA. To minimize the damage caused by the accumulation of ROS, plants possess the antioxidant defense system involving substances of nature enzyme (catalase-CAT, peroxidase-POD, ascorbate peroxidase-APX and polyphenoloxidase, PPO) and not enzyme as the proline. The objectives of this study were to evaluate the effects of exogenous proline in cultivation in vitro of sugarcane submitted to salt stress and analyze the biochemical changes that occur in these conditions. Plants were micropropagated genotypes RB931011 and RB872552. Plants were grown, for 20 days, in the absence or presence of 20 mM proline with or without 100 mM NaCl, totaling five treatments. We used a completely randomized design with 2x5 factorial (genotype x treatment). Leaf samples were collected proceeding to analysis of endogenous levels of proline and total soluble proteins, percentage of electrolyte leakage, concentration of Na+ and K+ and activity of enzymes CAT, POD, APX and PPO. The data were analyzed using ANOVA and means compared by Tukey test at 5% probability. In the saline treatments, both genotypes showed an increase in electrolyte leakage, caused possibly, by lipid peroxidation. Plants grown under salt stress showed a reduced content of total soluble protein and in parallel maintenance or increase in the endogenous proline content. The salt also promoted the increase in the concentration of Na+ and decreased K+ generating thus a high ratio Na+/K+. The activity of CAT, POD, APX and PPO, responsible for the elimination of ROS, increased with increasing salinity in both genotypes. The RB931011 genotype had a greater acclimation compared to genotype RB872552 due to the largest increase in endogenous proline content and increased activity of antioxidant enzymes resulting in minor membrane damage. / A cana-de-açúcar é um dos principais produtos agrícola no cenário econômico e social brasileiro e sua manutenção, bem como o aumento de produção e produtividade está ligado ao melhoramento genético com seleção de novos genótipos que apresentem características de interesse agronômico. As técnicas de cultura de tecidos podem ser utilizadas em estudos de seleção ou avaliação da tolerância de plantas contribuindo no esclarecimento das alterações provenientes das condições de estresse. A produtividade da cana-de-açúcar sofre influência de diversos fatores ambientais como a salinidade que limita a produção devido aos efeitos osmóticos e de toxidade iônica pela absorção de Na+ e Cl-. O estresse salino aumenta a concentração de espécies reativas de oxigênio (ROS), podendo promover estresse oxidativo e provocar injúrias aos lipídeos, proteínas, carboidratos e DNA. Para minimizar os danos causados pelo acúmulo de ROS, as plantas possuem o sistema antioxidativo de defesa que envolve substâncias de natureza enzimática (catalase-CAT, peroxidase-POD, ascorbato peroxidase-APX e polifenoloxidase-PPO) e não enzimática como a prolina. Os objetivos desse estudo foram avaliar a ação de prolina exógena no cultivo in vitro de genótipos de cana-de-açúcar submetidos ao estresse salino e analisar as alterações bioquímicas que ocorrem nessas condições. Foram utilizadas plantas micropropagadas dos genótipos RB931011 e RB872552. As plantas foram cultivadas, durante 20 dias, na ausência ou presença de 20 mM de prolina associada ou não a 100 mM de NaCl, totalizando cinco tratamentos. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com fatorial 2x5 (genótipo x tratamento). Amostras de folhas foram coletadas procedendo-se análises dos teores de prolina endógena e proteínas solúveis totais, porcentagem de extravasamento de eletrólitos, concentração dos íons Na+ e K+ e atividade das enzimas CAT, POD, APX e PPO. Os dados foram submetidos à análise de variância ANOVA, e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Nos tratamentos salinos, ambos os genótipos apresentaram aumento no extravasamento de eletrólitos, causado, possivelmente, pela peroxidação lipídica. As plantas cultivadas sob estresse salino apresentaram redução no teor de proteínas solúveis totais e paralelamente ocorreu uma manutenção ou acréscimo no teor de prolina endógena. O sal também promoveu o aumento na concentração de Na+ e diminuição de K+ gerando, consequentemente, uma elevada relação Na+/K+. A atividade das enzimas CAT, POD, APX e PPO, responsáveis pela eliminação de ROS, aumentaram em função da salinidade em ambos os genótipos. O genótipo RB931011 apresentou uma maior aclimatação ao estresse salino quando comparado ao genótipo RB872552 devido ao maior aumento do teor de prolina endógena e maior atividade das enzimas antioxidantes o que resultou em um menor dano de membrana.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-20T18:31:01Z No. of bitstreams: 1 Marina Medeiros de Araujo Silva.pdf: 1111837 bytes, checksum: fa89f364f5e0242c84916270c538f88a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T18:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marina Medeiros de Araujo Silva.pdf: 1111837 bytes, checksum: fa89f364f5e0242c84916270c538f88a (MD5) Previous issue date: 2010-02-09 / The somatic embryogenesis is a technique of in vitro culture applied in clonal propagation of plants and regeneration of genetically transformed cells, in addition to supporting basic studies related to morphological, molecular and biochemical events that happen during the embryogenic process. The initial stages of this morphogenic pathway are characterized by the induction of genes related to stress, which leads to the hypothesis that somatic embryogenesis is an extreme response to stress in plant cells cultivated in vitro. In this work, were induced embryogenic pathways direct and indirect in the RB 872552 variety of sugarcane and analyzed the activity of enzymes from antioxidant system in order to assess the correlation between somatic embryogenesis and regulation of oxidative stress. For the direct pathway (ESD), were applied four treatments (TS, TD, TG e TA) based on protocols previously described for sugarcane. These protocols differed as to the composition of the medium and incubation condition (dark or light period of 16 hours) in a completely randomized design with 10 replications per treatment. For the indirect pathway (ESI), were used by eight different treatments combinations of four concentrations of 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) and two Fe-EDTA, in a factorial 4x2 and 20 replicates per treatment. Were calculated the indices of embryo formation (IFE) and callus (IFC) and evaluated the activity of catalase, peroxidase and polyphenoloxidase. Somatic embryos were visualized only in the treatment of ESD plus 2,4-D and BAP (6-benzylaminopurine), and treatment of ESI with 8 mg.L-1 2,4-D. The conversion of somatic embryos into plants was performed in culture medium without added phytoregulators. The activity of antioxidant enzymes was obtained by reading of a spectrophotometer, from the extract obtained from embryogenic and non-embryogenic tissues treatment of ESD. The polyphenoloxidase and catalase activity increased in non-embryogenic tissue, whereas peroxidase was less active in these tissues when compared to embryogenic. It was found that the induction of somatic embryogenesis in the variety studied is related to oxidative stress and that these antioxidant enzymes may become important as biochemical markers of this process. / A embriogênese somática é uma técnica de cultivo in vitro aplicada na propagação clonal de plantas e na regeneração de células transformadas geneticamente, além de auxiliar estudos básicos relacionados aos eventos morfológicos, moleculares e bioquímicos que ocorrem durante o processo embriogênico. As fases iniciais dessa via morfogênica são caracterizadas pela indução de genes relacionados ao estresse, o que leva à hipótese de que a embriogênese somática é uma resposta extrema ao estresse de células de plantas cultivadas in vitro. Neste trabalho, foram induzidas as vias embriogênicas direta e indireta na variedade RB 872552 de cana-de-açúcar e analisada a atividade de enzimas do sistema antioxidante, a fim de avaliar a correlação entre a embriogênese somática e a regulação do estresse oxidativo. Para a via direta (ESD), foram aplicados quatro tratamentos (TS, TD, TG e TA) baseados em protocolos já descritos para cana-de-açúcar. Esses protocolos diferiam quanto à composição do meio e condição de incubação (escuro ou fotoperíodo de 16 horas), em delineamento inteiramente casualizado, com 10 repetições por tratamento. Para a via indireta (ESI), foram utilizados oito tratamentos diferenciados pelas combinações de quatro concentrações de 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) e duas de Fe-EDTA, em esquema fatorial 4x2 e 20 repetições por tratamento. Foram calculados os índices de formação de embriões (IFE) e de calo (IFC) e avaliada a atividade da catalase, peroxidase e polifenoloxidase. Embriões somáticos foram visualizados apenas nos tratamentos de ESD acrescidos de 2,4-D e BAP (6-benzilaminopurina), e no tratamento de ESI com 8 mg.L-1 de 2,4-D. A conversão de embriões somáticos em plantas foi realizada em meio de cultura sem adição de fitoreguladores. A atividade das enzimas antioxidantes foi obtida através de leitura feita em espectrofotômetro, a partir do extrato obtido de tecidos embriogênicos e não embriogênicos dos tratamentos de ESD. A atividade da polifenoloxidase e da catalase aumentou em tecidos não embriogênicos, enquanto que a peroxidase foi menos ativa nesses tecidos quando comparada aos embriogênicos. Evidenciou-se que a indução da embriogênese somática na variedade estudada está relacionada ao estresse oxidativo e que estas enzimas antioxidantes podem exercer papel relevante como marcadores bioquímicos deste processo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O oxigênio é importante não só por sua participação no metabolismo energético, mas também por sua conversão em derivados parcialmente reduzidos, as espécies reativas de oxigênio (ERO). ERO participam de funções importantes em diversas vias do metabolismo, entretanto, em concentrações desequilibradamente elevadas deflagram a peroxidação lipídica, processo deletério que forma aldeídos tóxicos, como o 4-hidroxi-2-nonenal (4-HNE). A manutenção de concentrações não deletérias das ERO é realizada por moléculas componentes do sistema antioxidante. Peixes podem ser expostos a grandes variações das concentrações de oxigênio, o que provoca ciclos oxidantes. A maioria dos estudos usa fígado e rim para avaliar estresse oxidante por meio de ensaios das atividades antioxidantes, o que requer o sacrifício dos animais. Contudo, o sangue sofre efeitos das ERO e avaliações no sangue podem permitir o estudo de antioxidantes no mesmo animal, sem a necessidade de sacrifício. Em consequência, foram nossos objetivos estabelecer uma técnica de cateterismo branquial em peixes, a padronização dos ensaios e a avaliação em sangue de componentes do sistema antioxidante de duas espécies de teleósteos em diferentes tensões de oxigênio. Pacus e tilápias foram avaliados em 6,0 mg de O2.L-1 e em hipoxia a 0,5 mg de O2.L-1 por 42 horas . Para os ensaios de hiperoxia os animais foram avaliados em 6,0 mg de O2.L-1, depois de 6 horas em 9,5 mg de O2.L-1 e depois de 30 horas de recuperação a 6,0 mg de O2.L-1. A utilização de materiais para o cateterismo de humanos permitiu a implantação de um acesso branquial. Infelizmente, houve formação de trombo após 24 horas. Mesmo assim, a observação de fluxo sanguíneo no interior da cânula e a sobrevida dos animais testados, confirmam a viabilidade da técnica. Verificamos em sangue uma maior atividade da enzima glutationa S-transferase (GST) sobre o 4-HNE em relação ao 1-cloro-2-dinitrobenzeno (CDNB). Isto reflete a importância de avaliações de atividade de enzimas, como a GST, sobre substratos endógenos. As respostas enzimáticas de tilápias mostraram-se mais sensíveis que as dos pacus quando comparadas em diferentes tensões de oxigênio. / Oxygen is important not only for their role in energy metabolism, but also for its conversion into partially reduced derivatives, the reactive oxygen species (ROS). ROS participate in important roles in several metabolic pathways, however, at concentrations lopsidedly high they trigger lipid peroxidation process to form deleterious toxic aldehydes such as 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE). Maintenance of non deleterious concentrations of ROS molecules is performed by components of the antioxidant system. Fish may be exposed to large variations in the concentrations of oxygen, which causes oxidative cycles. Most studies use liver and kidney to assess oxidative stress through antioxidant activities assay, which requires the sacrifice of animals. However, the blood undergoes effects of ROS and evaluations in blood may allow the study of antioxidants in the same animal, without the need of sacrifice. Consequently, our objectives were to establish a catheterization technique in fish gill, standardization of testing and evaluation of components of blood antioxidant system of two species of teleost in various oxygen tensions. Pacus and tilapias were evaluated at 6.0 mg O2.L-1 hypoxia and 0.5 mg O2.L-1 for 42 hours. For assays of hyperoxia animals were evaluated at 6.0 mg O2.L-1, after 6 hours at 9.5 mg O2.L-1 and after 30 hours recovery at 6.0 mg O2.L-1. The use of materials of human catheterization allowed the implantation of a gill access. Unfortunately, there was thrombus formation after 24 hours. Nevertheless, the observation of blood flow within the cannula and survival of the animals tested, confirm the viability of the technique. We found blood in a higher activity of glutathione S-transferase (GST) on the 4-HNE compared to 1-chloro-2-dinitrobenzene (CDNB). This reflects the importance of assessing the activity of enzymes, such as GST with endogenous substrates. The enzymatic responses of tilapia were more sensitive than those of pacus when compared to different oxygen tensions.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 335227 bytes, checksum: 49fb8cf28a531ed5bddcc886302a08d2 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Nitric oxide effect on attenuating the stress triggered by arsenic (As) was evaluated in Pistia stratiotes, being the nitric oxide supplied in the form of sodium nitroprusiate (SNP). The plants were cultivated in nutrient solution, pH 6.5, ½ ion force and exposed to four treatments: control (nutrient solution) SNP (0.1 mg L-1); As (1.5 mg L-1); As + SNP (1.5 and 0.1 mg L-1, respectively). The plants remained in this condition for seven days to the analysis of growth and, As and mineral nutrients uptake and for 24 hours, to the analysis of metabolic changes. The As uptake kinetic was analyzed using six concentrations of this pollutant, in which the plants remained for two hours: 0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0 and 1.5 mg L-1. The parameters of As uptake kinetic in P. stratiotes indicate that this metalloid uptake occurs by the high affinity transporters. The absorbed As was accumulated in the vegetal tissues, mainly in the roots, which gave to P. stratiotes a low translocation factor and a status of probably hyperaccumulator, a characteristic that was not affected by SNP presence. The As accumulation triggered many damages, as the increment of reactive oxygen species (superoxide anion and hydrogen peroxide) and lipid peroxidation. These damages were reversed by SNP, which apparently acted directly as antioxidant and as a signalizing molecule, stimulating enzymatic (catalase, peroxidase and ascorbate peroxidase) and non-enzymatic (stimulating the ascorbato-glutathione cycle) antioxidant responses, which reflected in an increase in total antioxidant capacity. As a consequence, As tolerance index increased in the presence of SNP. The photosynthetic parameters were also affected, with the reduction in the chloroplastic pigments concentration in presence of As, except carotenoids that showed an increase in their concentration. The SNP presence restored pigments concentrantion to the normal levels. The maximum photochemical efficiency of PSII and the quantum yield of electron transport were also negatively affected by As, while the non-photechemical quenching (NPQ) presented significant increment. Carbon assimilation (A) decreased significantly in As presence whereas gs did not alter and the Ci/Ca rate increased, indicating biochemical limitations. The ΦFSII/ ΦCO2 rate was higher in plants exposed to As. For the mineral nutrients concentration, As exposition decreased iron, magnesium, manganese and phosphorus concentration, but did not alter calcium concentration. Of these nutrients, only phosphorus concentration did not show similar values than control when As was supplied in combination to SNP. Therefore, nitric oxide, supplied in the form of SNP, was efficient on attenuating damages triggered by As, acting as a direct antioxidant and as a signalizing molecule. / O efeito do óxido nítrico na atenuação do estresse desencadeado pelo arsênio (As) foi avaliado em Pistia stratiotes, sendo o óxido nítrico suprido na forma de nitroprussiato sódico (SNP). As plantas, cultivadas em solução nutritiva, pH 6,5, ½ da força iônica, foram expostas a quatro tratamentos: controle (apenas solução nutritiva); SNP (0,1 mg L-1); As (1,5 mg L-1); As + SNP (1,5 e 0,1 mg L-1, respectivamente). As plantas permaneceram nessas condições por sete dias, para análises de crescimento e absorção de As e nutrientes minerais, e por 24 horas, para análises de alterações metabólicas. A cinética de absorção de As foi analisada, utilizando-se para isso seis concentrações do poluente, nas quais as plantas permaneceram por duas horas: 0,0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 e 1,5 mg L-1. Os parâmetros de cinética de absorção de As por P. stratiotes indicam que a absorção do metalóide ocorre por transportadores de alta afinidade. O As absorvido foi acumulado nos tecidos vegetais, principalmente na raiz, conferindo a P. stratiotes baixo fator de translocação e o status de possível hiperacumuladora, características que não foram afetadas pela presença de SNP. O acúmulo de As desencadeou uma série de danos, como aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ânion superóxido e peróxido de hidrogênio) e na peroxidação lipídica. Estes danos foram revertidos pelo SNP, que aparentemente atuou diretamente como antioxidante e como molécula sinalizadora, estimulando respostas antioxidantes enzimáticas (catalase, peroxidase e peroxidase do ascorbato) e não enzimáticas (estímulo do ciclo ascorbato-glutationa), o que se refletiu em aumentos na capacidade antioxidante total. Como consequência, o índice de tolerância ao As aumentou na presença de SNP. Os parâmetros fotossintéticos também foram afetados pela presença de As, sendo que os teores de pigmentos cloroplastídicos diminuíram, com exceção dos carotenóides, que apresentaram aumentos em suas concentrações. A presença de SNP restaurou os teores dos pigmentos à níveis normais. A eficiência fotoquímica máxima do FSII e o rendimento quântico do transporte de elétrons também foram afetados negativamente pelo As, enquanto coeficiente de extinção não fotoquímica apresentou incrementos significativos. A assimilação líquida de carbono decresceu significativamente na presença de As, enquanto gs não se alterou e a razão Ci/Ca aumentou, indicando a ocorrência de limitações bioquímicas. A razão ΦFSII/ ΦCO2 foi maior nas plantas expostas ao As. O SNP teve efeito protetor tanto sobre a fluorescência quanto sobre as trocas gasosas, restaurando estes parâmetros à níveis normais. Em relação aos teores de nutrientes minerais, a exposição ao As diminuiu os teores de ferro, magnésio, manganês e fósforo, não tendo afetado os teores de cálcio. Destes nutrientes, apenas os teores de fósforo não retornaram a valores semelhantes ao controle quando o As foi suprido em combinação com SNP. Desta forma o óxido nítrico, suprido na forma de SNP, foi eficaz na atenuação dos danos desencadeados pelo As, agindo tanto como antioxidante direto quanto como molécula sinalizadora.