ABREU, C. E. B. Análise fisiológica, bioquímica e proteômica de respostas ao estresse salino em plantas de feijão de corda [Vigna unguiculata (L.) Walp.]. 2012. 151 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-11-04T22:57:25Z
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Previous issue date: 2012 / In the present work, an integrated physiological, biochemical and proteomic analysis on cowpea (an economically important species) was carried out in order to understand the responses of plants to salinity. Two experiments were conducted in a greenhouse under hydroponic conditions, using two cultivars of cowpea (Vigna unguiculata) with differential tolerance to salt stress: Pitiuba (tolerant) and TVu 2331 (sensitive). In the first experiment, we evaluated the physiological (growth, gas exchange, relative water content, chlorophyll content, chlorophyll fluorescence) and biochemical (ions and organic solutes accumulations) changes induced by increasing levels of salinity (50, 75 and 100 mM NaCl), as well as the influences of stress two-dimensional (2D) protein patterns in leaves tissues. The results showed the existence of contrasting responses between the cultivars studied, especially with respect to inhibition of shoot growth and the accumulation of compatible solutes, which were higher in TVu. However, salinity did not alter the fluorescence parameters in both genotypes. The global analysis of 2D protein patterns showed that increasing levels of NaCl differentially alter the expression pattern of proteins in leaves, with larger changes in dose 100 mM NaCl. Nevertheless, in the second experiment, the moderate dose of salt with 75 mM NaCl was chosen as the reference dose for the study of changes in the proteome during salt stress and recovery. Salinity altered the expression of 22 protein spots in Pitiuba. Of these spots, the identities of 10 (6 up-regulated and 4 down-regulated) were determined by liquid chromatography electro-spray ionization tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS). In TVU changes were observed in 27 spots being the identity determined for 9 (5 up-regulated and 4 down-regulated). Besides these, 5 spots that kept their rates expressions in salinity conditions in Pitiúba were also identified. The majority of the identified proteins is related to the process of photosynthesis, performing enzymatic functions or participating in the molecular constitution of photosystems. Proteins with protective role against stress such as chaperones and enzymes of oxidative stress (SOD) were identified, as well as calreticulin, which are probably involved in signal transduction network. In addition, during recovery treatments homeostasis mechanisms of plants to new conditions restored the levels of certain proteins, suggesting their participation in the process of acclimation to salt stress. Overall, results provide some additional information that can lead to a better understanding of the molecular basis of salt tolerance or sensitivity in cowpea plants. / No presente trabalho foi realizado um estudo integrado de fisiologia, bioquímica e proteômica comparativa em feijão de corda, uma cultura de grande valor econômico, com o objetivo de entender respostas de aclimatação das plantas à salinidade. Para tanto, dois experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, sob condições hidropônicas, utilizando dois cultivares de feijão de corda (Vigna unguiculata) com tolerância diferencial ao estresse salino: Pitiúba (tolerante) e TVu 2331 (sensível). No primeiro experimento foram avaliadas as mudanças fisiológicas (crescimento, trocas gasosas, teor relativo de água, teor de clorofila, fluorescência da clorofila) e bioquímicas (acúmulo de íons e solutos orgânicos em folhas e raízes e padrão de expressão protéico foliar) induzidas por concentrações crescentes de salinidade (NaCl a 50, 75 e 100 mM). Os resultados demonstraram a existência de respostas contrastantes entre os cultivares estudados, especialmente com relação à inibição do crescimento da parte aérea e ao acúmulo de solutos compatíveis, os quais foram maiores no TVu. Contudo, a salinidade não alterou os parâmetros de fluorescência da clorofila em ambos os cultivares. Concentrações crescentes de NaCl alteraram de forma diferencial o padrão de expressão de proteínas nas folhas, com maiores alterações na dose 100 mM de NaCl. Apesar disso, no segundo experimento, a concentração moderada de sal com NaCl a 75 mM foi escolhida como referência para o estudo das mudanças no proteoma durante o estresse salino e após um período pós-estresse (recuperação). A salinidade modificou a expressão de 22 “spots” protéicos no Pitiúba, dos quais 10 (6 que aumentaram e 4 que diminuíram) tiveram suas identidades determinadas por espectrometria de massas acoplada a cromatografia líquida (LC-ESI-MS/MS). No TVu foram observadas mudanças em 27 “spots”, sendo determinada a identidade de 9 (5 que aumentaram e 4 que diminuíram). Além destes, 5 “spots” que mantiveram suas taxas de expressões em condições de salinidade no Pitiúba também foram identificados. A maioria das proteínas identificadas está relacionada com o processo de fotossíntese, realizando funções enzimáticas ou participando da constituição molecular dos fotossistemas. Proteínas com papel protetor contra o estresse, como chaperonas e enzimas do estresse oxidativo (SOD) foram identificadas, assim como a calreticulina, que provavelmente está envolvida em processos de transdução de sinal. Em adição, foi possível observar que durante a recuperação das plantas os mecanismos de homeostase às novas condições restabeleceram os níveis de algumas proteínas, o que sugere a participação delas no processo de aclimatação ao estresse salino. No geral, os resultados fornecem informações adicionais que podem levar a uma melhor compreensão das bases moleculares da tolerância ou sensibilidade de plantas de feijão de corda à salinidade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/10502 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Abreu, Carlos Eduardo Braga de |
| Contributors | Gomes Filho, Enéas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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