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).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:5937 |
| Date | 19 September 2012 |
| Creators | Franklin AragÃo Gondim |
| Contributors | EnÃas Gomes Filho, Marlos Alves Bezerra, Josà TarquÃnio Prisco, Josà HÃlio Costa, Andrà Dias de Azevedo Neto |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em BioquÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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