Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O pinhÃo-manso (Jatropha curcas L.) à uma planta oleaginosa, pertencente à famÃlia Euphorbiaceae, cujas sementes sÃo reconhecidas como matÃria-prima com potencial para a produÃÃo de Ãleo. Essa planta tambÃm à considerada tolerante a condiÃÃes adversas, tais como dÃficit hÃdrico e deficiÃncia nutricional do solo, o que favorece o seu cultivo em regiÃes Ãridas e semiÃridas. Objetivou-se avaliar os efeitos do estresse salino sobre a germinaÃÃo e a mobilizaÃÃo das reservas de sementes e plÃntulas de pinhÃo-manso, por meio de anÃlises bioquÃmicas, fisiolÃgicas e ultraestruturais. Os parÃmetros germinativos foram negativamente afetados pelo estresse salino, observando-se reduÃÃes significativas principalmente no percentual de germinaÃÃo e no Ãndice de velocidade de germinaÃÃo. Similarmente, a matÃria seca, avaliada no eixo embrionÃrio e no endosperma, foi reduzida pela salinidade. Com relaÃÃo aos compostos de reserva, os lipÃdios foram os mais abundantes, correspondendo a 64,0% da matÃria seca do endosperma da semente quiescente. Estes compostos apresentaram forte retardo em sua mobilizaÃÃo em condiÃÃo de estresse salino. As proteÃnas, a segunda reserva mais abundante (21,3%), tambÃm tiveram sua mobilizaÃÃo severamente afetada pelo tratamento salino. O amido foi detectado em pequena quantidade (5,5%), porÃm, verificou-se o aumento transiente de seu teor aos 5 dias apÃs a semeadura (DAS), que coincidiu com a intensa mobilizaÃÃo de lipÃdios, em condiÃÃes controle. Entretanto, em condiÃÃes de estresse salino, o amido foi pouco mobilizado. Os produtos da mobilizaÃÃo das reservas, em condiÃÃes controle, principalmente os aÃÃcares nÃo-redutores e aminoÃcidos livres aumentaram no endosperma, enquanto que, sob condiÃÃes de salinidade, eles foram pouco alterados. AlÃm disso, as anÃlises citoquÃmicas e ultraestruturais confirmaram a abundante quantidade de lipÃdios e proteÃnas, sendo detectados inÃmeros corpos proteicos e lipÃdicos no citoplasma das cÃlulas endospÃrmicas dessas sementes. A salinidade tambÃm promoveu alteraÃÃes morfolÃgicas e ultraestruturais nas cÃlulas endospÃrmicas durante a germinaÃÃo e desenvolvimento de plÃntulas. O presente estudo tambÃm avaliou o metabolismo lipÃdico atravÃs da anÃlise da composiÃÃo dos Ãcidos graxos do endosperma e da anÃlise da atividade enzimÃtica e da expressÃo gÃnica das enzimas lipase, liase do isocitrato e sintase do malato. Os Ãcidos graxos insaturados foram os mais abundantes, destacando-se o oleico e o linoleico-linolÃnico, que apresentaram incrementos em seus teores, em condiÃÃes controle, ao longo do perÃodo avaliado, porÃm, sob estresse salino foram pouco alterados. A lipase apresentou incremento na sua atividade ao longo da germinaÃÃo, que coincidiu com a intensa mobilizaÃÃo de lipÃdios observada no controle. Similarmente, a reduÃÃo dessa atividade foi correspondente ao retardo na mobilizaÃÃo dos lipÃdios em condiÃÃo de estresse salino. A atividade enzimÃtica da liase do isocitrato nÃo apresentou diferenÃas significativas entre os tratamentos atà Ãs 96 horas apÃs a semeadura (HAS), porÃm apÃs esse perÃodo, verificaram-se as maiores reduÃÃes na condiÃÃo de estresse salino, quando comparado ao controle. Jà a atividade da sintase do malato foi significativamente maior em condiÃÃes controle atà Ãs 144 HAS, entretanto, a partir desse perÃodo, essa atividade se mostrou superior em condiÃÃes salinas. Verificaram-se reduÃÃes na atividade dessas enzimas em decorrÃncia do estresse, o que teve correlaÃÃo com as mudanÃas na expressÃo dos genes da lipase e liase do isocitrato. Portanto, pode-se concluir que a salinidade contribuiu para o retardo na mobilizaÃÃo dos lipÃdios, a principal reserva encontrada nas sementes de J. curcas, o que foi correlacionado a reduÃÃo na atividade das enzimas envolvidas no seu metabolismo. / Jatropha curcas L. is an oilseed species belonged to Euphorbiaceae family, whose seeds are recognized as promising source for biodiesel production. Its ability to survive in adverse conditions, such as water stress and poor nutritional soil, is noteworthy, which favors its cultivation in arid and semiarid regions. Here we evaluate the negative effects promoted by NaCl salt stress on seed germination, reserve mobilization of J. curcas through biochemical, physiological and ultrastructural analysis. The seed germination parameters were significantly affected by salt stress, being observed that the main parameters affected were germination percentage and germination speed index. Similarly, the embryo and endosperm dry mass were reduced by Na+ and Cl- increase in the medium. Considering the reserve compounds, the most abundant reserve of these seeds were the lipids, which corresponded to 64.0% of endosperm seed quiescent dry mass. They showed a stronger delay in reserve mobilization under saline conditions. Proteins were the second most important reserve (21.3%), being severally affected by salinity. The starch was detected in little amount (5.5% of quiescent seed dry mass), however there was a transient increase in this contents at 5 DAI (days after imbibition), which was correlated to the intense lipid mobilization, in control conditions. On the other hand, in salinity, it was observed that starch mobilization was reduced. The seed reserve products (mainly non-reducing sugars and free amino acids) were increased in endosperm in control in relation to quiescent seed, during germination, whereas for salt conditions, these products were few changed. Additionally, cytochemical and ultrastructural analyses confirmed the large amount of protein and lipid bodies in endosperm cells, reaching the identification of a huge amount of protein and lipid bodies. Salt stress promoted morphological and ultrastructural changes in endospermic cells, during germination and seedling development confirming the biochemical analyses. The present study also evaluated the lipid metabolism, using the fatty acid composition analysis and enzymatic and expression genic analyses for lipase, isocitrate liase, malate sintase. The unsaturated fatty acids were the most abundant, highlighting oleic (C18:1) and linoleic-linolenic (C18:2; C18:3), showing increase in their contents, in control conditions, during the evaluated period. However, the fatty acids practically were not changed in salinity conditions. Lipase showed increase in their activity during germination, which corresponded to intense mobilization in lipids in control. In similar way, the reduction of this activity happened in salinity, correlating to lipid delay mobilization. The evident delay of protein and oil body mobilization could strongly affect initial seedling development. The liase isocitrate activity did not show significant differences between treatments until 96 hours after imbibition (HAI), however, following this period, it was verified the strongest reduction in salt stress condition. The activity of malate synthase was not significantly higher in control conditions until 144 HAI, however, following this period, this activity was higher in salinity. It were verified reductions in enzymatic activity due to salt stress, which were correlated to gene expression changes of lipase and isocitrate lyase. Therefore, salinity contributed negatively to lipid mobilization, the main reserve of J. curcas seeds, which was correlated to reduction in activity of the enzymes involved in lipid metabolism.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:8048 |
| Date | 19 February 2014 |
| Creators | Nara LÃdia Mendes Alencar |
| Contributors | EnÃas Gomes Filho, Josà TarquÃnio Prisco, Maria Izabel GallÃo, Victor Josà Mendes Cardoso, Marlos Alves Bezerra |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em BioquÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| 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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