FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / A mamona (Ricinus communis) à uma cultura em ascensÃo que precisa de tÃcnicas de produÃÃo adequadas à suas condiÃÃes de cultivo e ao seu nicho de mercado. Essa cultura tem sido estudada com a finalidade de melhor adequÃ-la Ãs condiÃÃes ambientais do Norte e Nordeste brasileiros, regiÃes estas com problemas vigentes e potenciais de salinidade. Desse modo, a caracterizaÃÃo dos efeitos deletÃrios da salinidade em sementes e plÃntulas de mamona e a avaliaÃÃo do uso das tÃcnicas de condicionamento fisiolÃgico de sementes podem convergir em uma forma de se reduzir custos com replantios, uniformizar a plantaÃÃo e preparar as plÃntulas para melhor enfrentar o estresse salino. O objetivo geral da pesquisa foi caracterizar os efeitos deletÃrios da salinidade em sementes de mamona e avaliar o uso das tÃcnicas de condicionamento fisiolÃgico de sementes como meio de minimizÃ-los. A salinidade afetou a germinaÃÃo das sementes de mamona cv. BRS-Energia apenas a partir do Ψs de -0,4 MPa de soluÃÃes de NaCl, porÃm, o crescimento das plÃntulas foi afetado sob Ψs de -0,16 MPa. A curva de embebiÃÃo de Ãgua pelas sementes sob salinidade, mostrou-se desacelerada com o tempo de exposiÃÃo à salinidade. A atividade da enzima dismutase do superÃxido nÃo foi afetada da salinidade, enquanto das enzimas catalase e peroxidase do ascorbato foram responsivas à salinidade. NÃo foi detectada atividade da enzima peroxidase do guaiacol nas sementes de mamona. Apesar dos osmocondicionamentos com CaCl2, NaNO2 e PEG-6000, testados sob condiÃÃes salinas, terem demonstrado bons resultados, o condicionante com maior destaque foi o NaNO3, sendo este portanto o mais recomendado para as sementes de mamona cv. BRS-Energia. / Castor bean (Ricinus communis) is a rise culture that needs production techniques appropriate to its growth conditions and niche market. Several researches have been conduct to adapt its development in the North and Northeast regions of the Brazil, which are regions with increase salinity problem. Thus, the seed and seedling salinity effects characterization and the evaluation of seed priming techniques can reduce the replanting costs and improve emergency uniformity, preparing the plant to response the salt stress. The overall objective of the research was to characterize the deleterious effects of salinity on castor bean seeds and evaluate the use of the techniques of seed priming as a means of minimizing them. Salinity affected the germination of castor bean cv. Energy only from the osmotic potential (Ψs) of -0.4 MPa, but seedling growth was affect under Ψs of -0.16 MPa. The water imbibition curve by the seed under salinity was decelerate with time of exposure to salinity. The enzymatic activity of superoxide dismutase are independent of salinity, while catalase and ascorbate peroxidase was responsive to salinity. There were no detectable enzyme activity of guaiacol peroxidase in the seeds of castor bean. However, despite osmopriming with CaCl2, NaNO2 and PEG-6000, tested under saline conditions, have shown good results, most notably the priming was NaNO3, this being the most recommended as priming to castor bean seeds.

Células de Nicotiana tabacum cv BY-2 foram tratadas por cinco dias com 0,075 e 0,750 mM de NiCl2. A relação entre a toxidade do níquel (Ni) e as reações oxidativas foram estudadas nas células durante a acumulação do metal. A atividade da superóxido dismutase não se alterou na presença do Ni. Entretanto, as atividades da catalase e da guaiacol peroxidase aumentaram às 36 e 72h depois do tratamento com o metal. As atividades da glutationa redutase, da glutationa-Stransferase e da ascorbato peroxidase aumentaram nas primeiras horas do tratamento. A peroxidação lipídica da membrana aumentou somente às 24h do tratamento com o metal. Os resultados sugerem que a desordem oxidativa é resultante dos efeitos da toxidade do Ni nas células de Nicotiana tabacum cv BY-2. / Células de Nicotiana tabacum cv BY-2 foram tratadas por cinco dias com 0,075 e 0,750 mM de NiCl2. A relação entre a toxidade do níquel (Ni) e as reações oxidativas foram estudadas nas células durante a acumulação do metal. A atividade da superóxido dismutase não se alterou na presença do Ni. Entretanto, as atividades da catalase e da guaiacol peroxidase aumentaram às 36 e 72h depois do tratamento com o metal. As atividades da glutationa redutase, da glutationa-Stransferase e da ascorbato peroxidase aumentaram nas primeiras horas do tratamento. A peroxidação lipídica da membrana aumentou somente às 24h do tratamento com o metal. Os resultados sugerem que a desordem oxidativa é resultante dos efeitos da toxidade do Ni nas células de Nicotiana tabacum cv BY-2.

<p>Istraživanja&nbsp; u&nbsp; ovoj&nbsp; doktorskoj&nbsp; disertaciji&nbsp; su&nbsp; bila&nbsp; usmerena&nbsp; ka&nbsp; razumevanju<br />molekularnih&nbsp; mehanizama&nbsp; koji&nbsp; se&nbsp; aktiviraju&nbsp; kod medonosne pčele (<em>Apis mellifera, L</em>.)&nbsp; kao&nbsp; odgovor&nbsp; na&nbsp; stres&nbsp; izazvan&nbsp; jonima&nbsp; te&scaron;kih&nbsp; metala,&nbsp; &scaron;to&nbsp; zbog važnosti medonosne pčele kao opra&scaron;ivača&nbsp; ima&nbsp; poseban&nbsp; značaj&nbsp; i&nbsp; očekuje&nbsp; se da će doprineti očuvanju ove vrste. Istraživanja su bila podeljena u tri faze. U prvoj fazi za analize&nbsp; su&nbsp; kori&scaron;ćene populacije pčela sa lokaliteta sa različitim&nbsp; antropolo&scaron;kim uticajem&nbsp; i izmerena je koncentracija metala u pčelama, pergi i medu, kao i relativna genska ekspresija i aktivnost antioksidativnih enzima. U drugoj fazi&nbsp; pčele&nbsp; su&nbsp; u kontrolisanim laboratorijskim uslovima bile&nbsp; izložene subletalnim dozama jona te&scaron;kih&nbsp;metala&nbsp; (bakra,&nbsp; kadmijuma i olova), nakon čega&nbsp; su&nbsp; izmereni parametri koji ukazuju na redoks status i nivo oksidativnog stresa. Rezultati prve dve faze su pokazali&nbsp; da se ekspresija gena i aktivnost antioksidativnih enzima (superoksid dismutaze, katalaze i glutation&nbsp;<em> S</em>-transferaze)&nbsp; razlikuje u zavisnosti od stepena urbanizacije i industrijalizacije, dok je izlaganje bakru i kadmijumu u kontrolisanim uslovima u trajanju od 48 h dovelo samo do promene&nbsp; u ekspresiji gena&nbsp; i u većini slučajeva ekspresija je bila dozno zavisna od koncentracije metala.&nbsp; Olovo je uzrokovalo promene u koncentraciji glutationa i sulfhidrilnih grupa proteina, &scaron;to govori o tome da helacija olova može da bude prvi mehanizam odbrane od toksičnih efekata ovog metala.&nbsp; U trećoj fazi bioinformatičkom analizom je&nbsp; pronađen metalotionein medonosne pčele i ispitana je njegova funkcija u za&scaron;titi od toksičnih efekata jona te&scaron;kih metala.&nbsp; Utvrđeno je da pčele poseduju jedan&nbsp;gen za metalotionein, koji kodira mali protein sa regionima bogatim cisteinom za koje mogu da se vežu joni metala. Indukcija genske ekspresije metalotioneina medonosne pčele nakon izlaganja metalima i povećana tolerancija bakterija koje ekspresuju rekombinantni metalotionein na metale je potvrdila da metalotionein medonosne pčele ima ulogu u homeostazi bioelemenata i detoksikaciji potencijalno toksičnih metala.&nbsp; Dobijeni rezultati predstavljaju osnovu za buduća istraživanja uticaja&nbsp; jona te&scaron;kih metala na medonosnu pčelu i predstavljaju važan korak u sveobuhvatnoj proceni uticaja stresogenih faktora iz životne sredine na pčele.</p> / <p>Research in this doctoral thesis&nbsp; focuses&nbsp; on&nbsp; understanding the molecular mechanisms activated in the honey bee (Apis mellifera L.) as a response to stress caused by exposure to heavy metal ions. Because of the importance of honeybees as pollinators, this has special significance and is expected to contribute to the&nbsp; conservation of this species. Studies have been divided into three phases. In the first phase, bee populations from&nbsp; three localities under&nbsp; different anthropological influence were used and the concentrations of metals in the bees, honey and bee bread&nbsp; (perga), as well as relative gene expression and activity of antioxidant enzymes were measured. In the second phase, bees&nbsp; were exposed to sublethal doses of heavy metal ions (copper, cadmium and lead) under controlled laboratory conditions, after which parameters that indicate redox status and oxidative stress were determined. The results of the first two phases showed that&nbsp; gene expression and activity of antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase, and glutathione&nbsp; S-transferase) varies depending on the degree of urbanization and industrialization, while exposure to copper and cadmium in controlled conditions for 48 h&nbsp; resulted only in a change in gene expression in the majority of cases, and the expression was dose-dependent on the concentration of the metal. Lead has caused changes in the concentration of glutathione and sulfhydryl groups of proteins, which indicates&nbsp; that chelation may be the first defense mechanism against&nbsp; the&nbsp; toxic effects of this metal. In the third stage, honeybee metallothionein was identified by bioinformatic analysis and its function in&nbsp; protection against the toxic effects of heavy metal ions was examined. It has been found that&nbsp; honeybees have one metallothionein gene, which encodes a small protein with cysteine-rich regions that may bind metal ions. The induction of metallothionein gene expression after exposure of honeybees to metals and increased tolerance of bacteria that express recombinant metallothionein confirmed that this protein plays a role in the homeostasis of bioelements and detoxification of potentially toxic metals. These results form the basis for future research on the impact of&nbsp; heavy metal pollution on the honey bee and represent an important step in the comprehensive assessment of the impact of stress factors from the environment on honey bees.</p>

Oxidative stress is caused by overproduction and overaccumulation of ROS (reactive oxygen species). This state is responsible for cellular damage during unfavorable environmental conditions such as drought, low temperatures, salinity. In order to directly study oxidative stress at tobacco plants (Nicotiana tabacum cv. Xanthi) I used specific herbicides, MV (methyl viologen) and 3-AT (3- aminotriazole). There were several markers used for monitoring oxidative damage to cellular components: DNA damage detected by a comet assay, lipid peroxidation, carbonylated proteins and modification of activities of antioxidant enzymes CAT (catalase) and APX (ascorbate peroxidase). Fluorescent microscopy documented changes in a redox state of tobacco cells and a specific signal for peroxisomes was observed after treatment with higher concentrations of MV and 3-AT. Application of both herbicides caused significant DNA damage, while they worked in a different concentrations, MV in µM and 3-AT in mM. Another convincing oxidative stress marker for MV was protein carbonylation. The inhibition of antioxidant enzymes CAT and APX was less significant when compared to the effects of 3-AT. Decreasing membrane stability proved to be an universal oxidative stress marker for both herbicides. On the other hand, lipid...

Die antioxidativen Enzyme Katalase (KAT), Glutathion-Peroxidase (GPX), Glutathion-Reduktase (GR), Superoxid-Dismutase (SOD) und Glutathion-S-Transferase (GST) sind an der intrazellulären Abwehr von oxidativem Stress beteiligt. Diverse Arbeitsgruppen fanden eine Hochregulation der antioxidativen Enzyme (AOEs) nach Exposition auf Ozon. In der vorliegenden Studie sollte an einem von Schierhorn und Mitarbeitern entwickelten Kulturmodell der nasalen Mukosa des Menschen untersucht werden, ob Aktivitätsänderungen der AOEs nach Ozonexposition in vitro zu verzeichnen sind. Zu diesem Zweck wurde die nasale Mukosa von 67 Patienten, die sich wegen nasaler Atmungsbehinderung einer Conchotomie unterzogen hatten, 24 Stunden bei 37 °C und 5% CO2 kultiviert und parallel unter den selben Bedingungen einer zusätzlichen Ozonkonzentration von 120 ppb ausgesetzt. Tendenzielle Aktivitätsänderungen durch Ozon ließen sich bei der GPX (13.8 auf 17.7 mU/mg Protein, 28% Steigerung) und der SOD (8.4 auf 9.7 U/mg Protein, 15% Steigerung) feststellen. Diese Aktivitätszunahmen wiesen jedoch keine Signifikanz auf. Aktivtätsänderungen bei KAT, GR und GST durch die Ozonexposition wurden nicht gefunden. Alter der Patienten, Geschlecht und Zigarettenrauchen nahmen den Ergebnissen dieser Studie nach keinen Einfluß auf die Regulation der AOEs nach Ozonexposition. Die Deletion der Glutathion-S-Transferase M1, die bei etwa 50% der mitteleuropäischen Bevölkerung zu finden ist, veränderte die Regulation der SOD nach in vitro Ozonexposition. Die GST-defizienten Patienten dieser Studie beantworteten die Ozonexposition mit einer signifikanten Hochregulation der SOD (p / Antioxidant enzymes as catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPX), superoxide dismutase (SOD) and glutathione S-transferase (GST) are thought the primary cellular defense mechanism against reactive oxygen species. Ozone, a highly reactive oxidant, is known to cause respiratory symptoms at ambiental doses. A number of studies have shown the mucosa of the respiratory tract to be the first target site of ozone toxicity. Other animal studies demonstrated an upregulation of mucosal antioxidant enzymes after ozone exposition. Concerning to the antioxidant defense mechanisms of the human nasal mucosa no studies are found so far. The purpose of this study was to determine if in vitro ozone exposure of human nasal mucosa results in changes in the activity of CAT, GPX, SOD, GST and glutathione reductase (GR). Nasal mucosa from 67 patients was cultivated in a specially designed in vitro organ culture and exposed to 120 ppb ozone for 24 hours. The results were compared with the histamin release which is known to be upregulated from human nasal mucosa after ozone exposition (60-200 ppb).

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Guilherme Bulegon.pdf: 2078794 bytes, checksum: ccb242a3255f730bf9153212913cc026 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The water deficit causes the plant physiological and biochemical disarray, so is sought ways to reduce these effects and increase the tolerance of plants to water stress. Thus, the present study aimed to evaluate the physiological behavior and biochemical Urochloa ruziziensis inoculated with Azospirillum brasilense via seed and leaf (foliar spray) in conditions induced and controlled water deficit. We used the randomized block design and the treatments, control, inoculation of A. brasilense in seeds, foliar spay application of A. brasilense, combination of seed inoculation and foliar spay application of A. brasilense, segmented into four steps. I - factorial scheme 2x2x13, presence and absence of inoculated seeds, presence and absence of water deficit, and light levels, evaluating gas exchange in moderate drought, severe and rehydration. II - 2x4 factorial scheme, the presence and absence of drought, and the four treatments by assessing daily relative water content, soil moisture and gas exchange. III - was used treatments in drought and irrigated control, being determined, the soluble protein content and the activity of superoxide dismutase, peroxidase (SOD) and catalase, and the contents of chlorophyll a and b, and carotenoid. IV - was the analysis of correlations, track and major components for the plants kept in water restriction and irrigated maintained. The results showed that the use of A. brasilense via seed, makes the culture reach greater photosynthetic activity, less point compensation in severe stress conditions. For water relations, gas exchange and enzyme activity, A. brasilense, inferred positively, especially foliar application, with pronounced effects on stomatal regulation and enzymatic action. By observing the variables linked to maintenance of photosynthesis stood out stomatal conductance (moderate and severe) and SOD (severe). In rehydrating the A. brasilense acted in stomatal and enzymatic regulation, leading to a recovery in order to not harm the plant. It follows that the use of A. brasilense regardless of the form increases the tolerance to water deficit in U. ruziziensis, however foliar application has pronounced effect in relation to the main variables associated with the maintenance of photosynthesis and greater prospect of use / O déficit hídrico causa na planta um descontrole fisiológico e bioquímico, assim busca-se formas para reduzir esses efeitos e aumentar a tolerância das plantas a restrição hídrica. Desta forma, o presente estudo objetivou, avaliar o comportamento fisiológico e bioquímico de Urochloa ruziziensis inoculada com Azospirillum brasilense via semente e foliar, em condições de déficit hídrico induzido e controlado. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados e os tratamentos, controle, inoculação de A. brasilense nas sementes, aplicação foliar de A. brasilense, combinação entre inoculação das sementes e aplicação foliar de A. brasilense, segmentado em quatro etapas. I - Esquema fatorial 2x2x13, presença e ausência da inoculação nas sementes, presença e ausência de déficit hídrico, e níveis de luminosidade, avaliando as trocas gasosas em déficit hídrico moderado, severo e reidratação. II - Esquema fatorial 2x4, a presença e ausência do déficit hídrico, e os quatro tratamentos, avaliando-se diariamente teor relativo de água, umidade do solo e as trocas gasosas. III- Utilizou-se os tratamentos em déficit hídrico e o controle irrigado, determinando-se, o teor de proteínas solúveis e a atividade das enzimas superóxido dismutase, peroxidase (SOD) e catalase, e os teores de clorofila a e b, e carotenoides. IV - consistiu na análise de correlações, trilha e de componentes principais para as plantas mantidas em restrição hídrica e mantidas irrigadas. Os resultados mostraram que o uso de A. brasilense via semente, faz com que a cultura alcance maior atividade fotossintética, com menor ponto de compensação em condições de déficit severo. Para as relações hídricas, trocas gasosas e atividade enzimática, o A. brasilense, inferiu positivamente, se destacando a aplicação foliar, com efeitos pronunciados na regulação estomática e ação enzimática. Ao observar as variáveis ligadas a manutenção da fotossíntese destacou-se a condutância estomática (moderado e severo) e a SOD (severo). Na reidratação o A. brasilense atuou na regulação estomática e enzimática, levando a uma recuperação de forma a não prejudicar a planta. Conclui-se que o uso de A. brasilense independente da forma eleva a tolerância ao déficit hídrico em U. ruziziensis, contudo a aplicação foliar tem efeito pronunciado em relação as principais variáveis ligadas a manutenção da fotossíntese, além de maior perspectiva de uso

Oxidative stress, described as an imbalance between the concentration of reactive oxygen species (ROS) and antioxidants, is one of the most important mechanisms of stressors’ action on plants. On the other hand, similar plants’ response to different stress factors and oxidative stress induced increase in the activity of antioxidative enzymes triggers plants’ adaptation to the particular stressor, as well as cross-adaptation to different stress factors. The aim of the dissertation research is to investigate the impact of different stress factors (ozone, UV-B radiation, drought and heavy metals) on growth and intensity of oxidative stress of spring barley, and to estimate the role of oxidative stress and antioxidative system on plants resistance and cross-adaptation to different stress factors. It was detected, that oxidative stress is the major cause of plant’s growth reduction induced by similar stress factors (heavy metals), whereas the specific impact of stressors is low. When plants are exposed to different stressors (drought, ozone, UV-B radiation, heavy metals Cd and Cu), the impact of their specific action increases, however, oxidative stress remains the major reason of plants’ growth reduction. The increase in antioxidative protection and the reduction in the intensity of oxidative stress is the reason of plant adaptation to the stressors with strong oxidative features (Cu and ozone); whereas cross-adaptation to the stressors with lower oxidative potential (Cd and UV-B... [to full text] / Vienas iš pagrindinių daugumos stresorių neigiamo poveikio augalams mechanizmų yra oksidacinis stresas – disbalansas tarp aktyvių deguonies junginių (ADJ) ir antioksidantų koncentracijos bei aktyvumo pokyčių ląstelėje. Kita vertus, panaši augalų reakcija į skirtingų veiksnių poveikį bei oksidacinio streso sužadintas antioksidacinių fermentų aktyvumo padidėjimas gali lemti augalų prisitaikymą ir padidėjusį jų atsparumą ne tik tam pačiam, bet ir kitiems nepalankiems veiksniams, t. y. kryžminę adaptaciją. Disertacijos tyrimų tikslas – ištirti skirtingų savo prigimtimi streso veiksnių (ozono, UV-B spinduliuotės, sausros ir sunkiųjų metalų) poveikį vasarinių miežių augimui ir oksidacinio streso stiprumui ir įvertinti oksidacinio streso bei antioksidacinės sistemos įtaką augalų atsparumui skirtingų stresorių poveikiui ir kryžminės adaptacijos formavimuisi. Nustatyta, kad skirtingų tos pačios grupės veiksnių (sunkiųjų metalų) sukeltas oksidacinis stresas labiausiai lemia miežių augimo depresiją, o savitasis atskirų veiksnių poveikis yra nežymus. Veikiant skirtingos prigimties aplinkos veiksniams (sausrai, ozonui, UV-B spinduliuotei, sunkiesiems metalams) savitojo jų poveikio įtaka miežių augimui sustiprėja, tačiau oksidacinio streso poveikis vis tiek lieka stipriausias. Antioksidacinės sistemos aktyvumo padidėjimas ir oksidacinio streso susilpnėjimas lemia miežių kryžminę adaptaciją stipriomis oksidacinėmis savybėmis pasižyminčių aplinkos veiksnių poveikiui (variui ir ozonui), o... [toliau žr. visą tekstą]

Vienas iš pagrindinių daugumos stresorių neigiamo poveikio augalams mechanizmų yra oksidacinis stresas – disbalansas tarp aktyvių deguonies junginių (ADJ) ir antioksidantų koncentracijos bei aktyvumo pokyčių ląstelėje. Kita vertus, panaši augalų reakcija į skirtingų veiksnių poveikį bei oksidacinio streso sužadintas antioksidacinių fermentų aktyvumo padidėjimas gali lemti augalų prisitaikymą ir padidėjusį jų atsparumą ne tik tam pačiam, bet ir kitiems nepalankiems veiksniams, t. y. kryžminę adaptaciją. Disertacijos tyrimų tikslas – ištirti skirtingų savo prigimtimi streso veiksnių (ozono, UV-B spinduliuotės, sausros ir sunkiųjų metalų) poveikį vasarinių miežių augimui ir oksidacinio streso stiprumui ir įvertinti oksidacinio streso bei antioksidacinės sistemos įtaką augalų atsparumui skirtingų stresorių poveikiui ir kryžminės adaptacijos formavimuisi. Nustatyta, kad skirtingų tos pačios grupės veiksnių (sunkiųjų metalų) sukeltas oksidacinis stresas labiausiai lemia miežių augimo depresiją, o savitasis atskirų veiksnių poveikis yra nežymus. Veikiant skirtingos prigimties aplinkos veiksniams (sausrai, ozonui, UV-B spinduliuotei, sunkiesiems metalams) savitojo jų poveikio įtaka miežių augimui sustiprėja, tačiau oksidacinio streso poveikis vis tiek lieka stipriausias. Antioksidacinės sistemos aktyvumo padidėjimas ir oksidacinio streso susilpnėjimas lemia miežių kryžminę adaptaciją stipriomis oksidacinėmis savybėmis pasižyminčių aplinkos veiksnių poveikiui (variui ir ozonui), o... [toliau žr. visą tekstą] / Oxidative stress, described as an imbalance between the concentration of reactive oxygen species (ROS) and antioxidants, is one of the most important mechanisms of stressors’ action on plants. On the other hand, similar plants’ response to different stress factors and oxidative stress induced increase in the activity of antioxidative enzymes triggers plants’ adaptation to the particular stressor, as well as cross-adaptation to different stress factors. The aim of the dissertation research is to investigate the impact of different stress factors (ozone, UV-B radiation, drought and heavy metals) on growth and intensity of oxidative stress of spring barley, and to estimate the role of oxidative stress and antioxidative system on plants resistance and cross-adaptation to different stress factors. It was detected, that oxidative stress is the major cause of plant’s growth reduction induced by similar stress factors (heavy metals), whereas the specific impact of stressors is low. When plants are exposed to different stressors (drought, ozone, UV-B radiation, heavy metals Cd and Cu), the impact of their specific action increases, however, oxidative stress remains the major reason of plants’ growth reduction. The increase in antioxidative protection and the reduction in the intensity of oxidative stress is the reason of plant adaptation to the stressors with strong oxidative features (Cu and ozone); whereas cross-adaptation to the stressors with lower oxidative potential (Cd and UV-B... [to full text]

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.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 250559 bytes, checksum: dfc57be40260157fcf945d27d2d9744b (MD5) Previous issue date: 2007-03-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aluminum (Al) effects on the growth and enzymatic and non-enzymatic antioxidative mechanisms involved in the scavenging of reactive oxygen species (ROIs) in two rice cultivars: Fernandes (CNA-1158) and Maravilha (CNA-6843-1) with differential tolerance to Al were studied. The plants, grown in pH 4.0 nutrient solution, for ten days in nutrient solution, pH 4,0, were treated with Al 0 and 1 mM for ten days. Exposure to Al did not affect growth in Fernandes cultivar, while in Maravilha cultivar significant reductions were observed in the evaluated growth parameters. Aluminum increased the activities of the enzymes, catalases (CATs), peroxidases (POXs), glutathione reductases (GRs) and glutathione peroxidases (GPXs) in the roots of both cultivars. The activity of superoxide dismutases (SODs), however, increased only in the roots of the Fernandes cultivar, while in Maravilha cultivar it remained unchanged. Independent of the applied treatment and of the plant analyzed, the activity of the ascorbate peroxidases (APXs) was always larger in Fernandes cultivar. In the leaves, Al did not change any enzyme activity in Fernandes cultivar, except the POXs activity which reduced. In Maravilha cultivar, on the other hand, SODs, POXs and GPXs activities reduced in the presence of Al. Among the studied enzymes, SODs, APXs and GPXs in the roots and of CATs, POXs and APXs in the leaves, showed responses to Al treatment consistent with the differential tolerance to Al of these two rice cultivars. Ascorbate (AA) contents increased in the leaves and dehydroascorbate (DHA) decreased in the roots, in response to the Al treatment in both cultivars. The reduced form (AA) content was much higher in the leaves, where the AA/DHA ratio reached values thirty times larger times than in the roots. In the roots, Fernandes cultivar showed lower AA contents, but higher APXs activity and the Maravilha cultivar the opposite, indicating an important role of this metabolite as substrate for the reaction catalyzed by APXs. Total glutathione contents, also, seem be important to the non-enzymatic defense system of both cultivars, but probably will be necessary to discriminate between reduced (GSH) and oxidized (GSSG) form to understand the role of this substance in sustaining antioxidative enzyme activities. In general, the activity of the antioxidative system, enzymatic and non-enzymatic, both in roots and leaves, were suggestive of having Fernandes cultivar a more efficient defense mechanism to the ROIs produced by Al treatments. / Os efeitos do alumínio (Al) sobre o crescimento e sobre os sistemas de defesa antioxidativos enzimáticos e não-enzimáticos envolvidos na eliminação dos intermediários reativos de oxigênio (ROIs) foram avaliados em dois cultivares de arroz: Fernandes (CNA-1158) e Maravilha (CNA-6843-1) com tolerância diferencial ao Al. As plantas, cultivadas em solução nutritiva, pH 4,0, foram tratadas com Al nas concentrações de 0 e 1 mM, durante dez dias. A exposição das plantas ao Al não afetou o crescimento no cultivar Fernandes, enquanto, no Maravilha, reduções significativas foram observadas nos parâmetros de crescimento avaliados. Nas raízes dos dois cultivares, a presença do Al aumentou a atividade das enzimas catalases (CATs), peroxidases (POXs), redutases da glutationa (GRs) e peroxidases da glutationa (GPXs). A atividade das superóxido dismutases (SODs) aumentou apenas nas raízes do cultivar Fernandes, não sendo modificada para o cultivar Maravilha. Independente do tratamento aplicado e da parte da planta analisada, a atividade das peroxidases do ascorbato (APXs) foi sempre maior no cultivar Fernandes. Nas folhas, o Al não alterou a atividade de nenhuma das enzimas no cultivar Fernandes, exceto a das POXs que sofreu redução. No cultivar Maravilha, por outro lado, as atividades das SODs, POXs e GPXs foram reduzidas na presença de Al. Dentre as enzimas estudadas, as SODs, APXs e GPXs nas raízes e as CATs, POXs, APXs nas folhas, exibiram resposta consistente com a tolerância diferencial ao Al apresentada pelos dois cultivares de arroz estudados. Nos dois cultivares, o teor de ascorbato (AA) aumentou nas folhas e o de desidroascorbato (DHA) reduziu nas raízes, em resposta ao tratamento com Al. O teor da forma reduzida (AA) foi muito mais elevado nas folhas, na qual a relação AA/DHA atingiu valores 30 vezes maiores que nas raízes. Nas raízes, o cultivar Fernandes apresentou menores teores de AA, porém maior atividade das APXs, enquanto no cultivar Maravilha foi observado o oposto, demonstrando o importante papel desse metabólito como substrato para a reação catalisada pelas APXs. A concentração de glutationa total, também, parece ser importante no sistema de defesa não enzimático, mas provavelmente seria necessário discriminar entre as suas formas, reduzida (GSH) e oxidada (GSSG), para entender seu papel como substrato das enzimas antioxidativas. De modo geral, as atividades dos sistemas de defesa antioxidativos enzimático e não-enzimático, tanto nas raízes como nas folhas dos dois cultivares, indicaram ter o cultivar Fernandes mecanismos de defesa mais eficientes no combate aos ROIs produzidos durante o tratamento com Al.