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Previous issue date: 2015-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Carthamus tinctorius L. is promising specie for biodiesel production due to its better adaptation to low rainfall regions, moderate tolerance to salinity and good capacity to grow in different arid and semi-arid regions in the world. Meanwhile, its physiological, biochemical and molecular mechanisms involved in tolerance or susceptibility to salt and drought stresses are not yet fully understood. The aim of this work was to analyze growth and water status indicators as well as the possible contribution of inorganic and organic solutes in osmotic adjustment. Also, we have carried out semi-quantitative RT-PCR assays to detect P5CS, P5CR and BADH, enzymes involved in proline and glycine betaine pathways respectively in leaves and roots submitted to salt stress and drought. C. tinctorius responds differently to salt (50-100 mM NaCl) and water (-0.25 to -0.50 MPa PEG 6000) stresses. Treatments with NaCl and PEG 6000 have induced significant changes in growth, organic and inorganic solutes content and gene expression. However the intensity and type of response were different for each stress condition. Safflower was more sensitive to water stress. Salt stress has increased Na+ content in the leaves (8x in plants exposed to 100 mM NaCl and 2x in roots treated with NaCl 50 mM). Drought caused K+ accumulation in the leaves (Na+/K+ higher than 0.6) indicating a possible ionic toxicity. Organic solutes (sugar, protein, amino acid, proline and glycine betaine) have accumulated in leaves when submitted to water deficit as also in roots (proteins, amino acids and glycine betaine consider levels, and the roots accumulated proteins, amino acids and glycine betaine). Such effects show a possible osmotic adjustment. When treated with NaCl, the plants kept the content of organic solutes in the control. The gene marker expression shown that P5CS gene was expressed only in safflower leaves under salt and water severe stresses (100 mM NaCl and -0.50 MPa). P5CR was detected in all treatments and in the same level as well as in leaves and roots. BADH has been expressed in leaves only when subjected to drought. In roots, there was expression in both stresses (salt and water deficit). Safflower plants respond differently to the effects of salinity and water stress showing that plant response is treatment, dose and organ dependent / O Carthamus tinctorius L. vem se destacando nas pesquisas por ser uma espécie promissora para produção de biodiesel, ter boa adaptação a regiões de baixa pluviosidade, além de ser considerada uma cultura moderadamente tolerante a salinidade, podendo ser cultivada em diferentes regiões áridas e semiáridas do mundo. Como os mecanismos fisiológicos, bioquímicos e moleculares implicados na tolerância e/ou susceptibilidade aos estresses salino e déficit hídrico ainda não estão plenamente compreendidos para C. tinctorius, este trabalho teve como objetivo observar os indicadores de crescimento e status hídrico, a possível contribuição dos solutos inorgânicos e orgânicos no ajustamento osmótico, e o comportamento da expressão dos genes P5CS e P5CR, enzimas de síntese da prolina e BADH, enzima de síntese da glicina-betaína, em folhas e raízes de cártamo submetido aos estresses salino e déficit hídrico. Plantas de C. tinctorius responderam de forma diferenciada aos estresses salino e hídrico, induzidos por soluções de NaCl (50 e 100 mM) e por soluções de PEG 6000 (-0,25 e -0,50 MPa), respectivamente. Os tratamentos com NaCl e PEG 6000 foram capazes de induzir alterações significativas nos indicadores de crescimento e status hídrico, nos conteúdos de solutos orgânicos e inorgânicos e ainda na expressão dos genes. Contudo a intensidade e tipo de resposta foram diferentes em relação aos estresses aplicados. Para as variáveis de crescimento e status hídrico, o cártamo mostrou-se mais sensível ao estresse hídrico, possivelmente devido aos íons salinos manter o potencial osmótico. Com relação aos solutos inorgânicos, e em relação ao controle, o estresse salino provocou aumento do conteúdo de Na+ nas folhas, sendo de 8 vezes nas plantas tratadas 100 mM de NaCl, e de 2 vezes nas raízes tratadas com 50 mM de NaCl. Já o déficit hídrico provocou acúmulo de K+ nas folhas das plantas tratadas com PEG 6000. A relação Na+/K+ foi maior que 0,6 indicando uma possível toxidez iônica. Os solutos orgânicos acumularam-se quando as plantas foram submetidas ao déficit hídrico. As folhas acumularam açúcares, proteínas, aminoácidos, prolina e glicina betaína, e as raízes acumularam proteínas, aminoácidos e glicina betaína. Tais efeitos, evidenciam um possível ajustamento osmótico. Quando tratadas com NaCl, as plantas mantiveram o conteúdo de solutos orgânicos em relação ao controle. Quanto a expressão dos genes P5CS, P5CR e BADH, o cártamo respondeu de forma diferenciada. O gene P5CS expressou-se apenas nas folhas de cártamo, e somente sob os estresses salino e hídrico severos (100 mM de NaCl e -0,50 MPa). E o gene P5CR expressou-se em todos os tratamentos submetidos, como também nas folhas e raízes. BADH se expressou nas folhas somente quando submetidas ao déficit hídrico, e nas raízes, houve expressão em ambos estresses (salino e déficit hídrico). Plantas de cártamo respondem de forma diferenciada aos efeitos da salinidade e déficit hídrico, mostrando que a resposta das plantas é tratamento, dose e órgão dependente / 2017-07-05
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.ufersa.edu.br:tede/748 |
| Date | 29 June 2015 |
| Creators | Bezerra, Lisiane Lucena |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/8290207282547590, Macêdo, Cristiane Elizabeth Costa de, Mendonça, Vander, Torres, Salvador Barros, Maia, Josemir Moura, Lúcio, Paulo Sérgio Marinho |
| Publisher | Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia, UFERSA, Brasil |
| 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 UFERSA, instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido, instacron:UFERSA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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