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Previous issue date: 2016-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O arroz (Oryza sativa L.) é o segundo cereal mais cultivado no mundo, sendo o Brasil o 9º maior produtor. No entanto sua produção é severamente influenciada por condições ambientais adversas, dentre as quais se destaca a salinidade e baixas temperaturas. O objetivo deste estudo foi avaliar respostas, bioquímicas e moleculares desencadeadas pela salinidade e por baixas temperaturas em plantas de arroz, com respostas contrastantes. Para atingir este objetivo foram realizados três estudos: No primeiro, foram quantificados os teores do ânion Superóxido (O2•−), Peróxido de hidrogênio (H2O2), Peroxidação lipídica (MDA), atividade enzimática e expressão gênica diferencial das isoformas das enzimas Superóxido dismutase (SOD), Catalase (CAT), Ascorbato peroxidase APX e Glutationa reduzida (GR) em genótipos com tolerância contrastante ao sal. Para o genótipo sensível (BRS Pampa), ocorreu aumento na atividade enzimática da SOD, CAT, APX e diminuição nos níveis de MDA. No genótipo tolerante (BRS Bojuru), também foi observado aumento da atividade das enzimas SOD e CAT, porém diminuição nos níveis de MDA. A regulação positiva das diferentes isoformas da SOD, CAT e APX demonstrou a sua contribuição para o aumento na atividade da enzima. No segundo estudo, foram quantificados os teores de H2O2, MDA, atividade enzimática e expressão gênica da CAT, bem como análise do promotor e cis elementos, nos mesmos dois genótipos contrastantes frente ao estresse por salinidade e baixa temperatura. O genótipo BRS Pampa (sensível) foi o que mostrou maior proteção contra danos oxidativos frente ao estresse por frio, bem como aumento na atividade da CAT e do número de transcritos das isoformas OSCATA e OSCATB. No terceiro estudo, avaliou-se o metabolismo da prolina em plantas de arroz, através do padrão de expressão dos genes envolvidos na biossíntese e catabolismo desse aminoácido e verificou-se a correlação com o conteúdo de prolina produzido em condições de estresse por salinidade e baixa temperatura. O conteúdo de prolina foi maior no genótipo BRS Bojuru (tolerante) frente às duas condições de estresse testadas. Sob estresse salino, os níveis de transcritos dos genes de biossíntese estão mais correlacionados com o conteúdo de prolina no genótipo tolerante, enquanto que em condições de baixa temperatura a correlação é maior no genótipo sensível. Os resultados obtidos permitem concluir que, sob estresse salino e por baixa temperatura, as plantas de arroz apresentam respostas diferenciais a nível bioquímico e molecular, sendo estas respostas dependentes do tempo, intensidade do estresse e composição genética dos genótipos. / Rice (Oryza sativa L.) is the second most cultivated cereal in the world, and Brazil is the 9th largest producer. However production is severely affected by adverse environmental conditions, among which the mains ones are the salinity and low temperatures. The aim of this study was to evaluate responses, biochemical and molecular triggered by salinity and low temperatures in rice plants with contrasting response. To achieve this goal there were three studies: In the first one, the anion content superoxide (O2•-) were quantified, hydrogen peroxide (H2O2), lipid peroxidation (MDA), enzyme activity and differential gene expression of isoforms of the enzyme superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase APX and reduced glutathione (GR) in genotypes with contrasting tolerance to salt. For the sensitive genotype (BRS Pampa), there was an increase in the enzymatic activity of SOD, CAT, APX and a decrease in MDA levels. In tolerant genotype (BRS Bojuru) was also observed an increased activity of enzymes SOD and CAT, but a decrease in MDA levels. The upregulation of the different isoforms of SOD, CAT and APX has demonstrated its contribution to the increase in the enzyme activity. In the second study, H2O2 levels were quantified, MDA, enzyme activity and gene expression of CAT, and promoter analysis and cis-elements, the same two contrasting genotypes against salinity stress and low temperature. The BRS Pampa genotype (sensitive) was the one that showed greater protection against oxidative damage compared to the stress by cold, as well as an increase in CAT activity and the number of transcripts OSCATA and OSCATB isoforms. In the third study evaluated the metabolism of proline in rice plants through the expression pattern of genes involved in biosynthesis and catabolism of amino-acid and was found to correlate with the proline content produced under stress by salinity and low temperature. The proline content was higher in BRS Bojuru genotype (tolerant) against the two tested stress conditions. Under salt stress, the biosynthesis gene transcript levels are more correlated with the proline content in tolerant genotype, whereas in low temperature conditions the correlation is highest in sensitive genotype. The results showed that under salt stress and low temperature, the rice plants have differential responses to biochemical and molecular level, which are dependent responses of time, stress intensity and genetic makeup of the genotypes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpel.edu.br:prefix/3595 |
| Date | 10 March 2016 |
| Creators | Vighi, Isabel Lopes |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/7705049074927773, Braga, Eugenia Jacira Bolacel, Benitez, Letícia Carvalho, Braga, Eugenia Jacira Bolacel |
| Publisher | Universidade Federal de Pelotas, Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal, UFPel, Brasil, Instituto de Biologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPEL, instname:Universidade Federal de Pelotas, instacron:UFPEL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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