Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, the effects of mercury (HgCl2) in cucumber seedlings (Cucumis sativus L.) were investigated through the analysis of the physiological and biochemical parameters. The biochemical parameters analyzed were: the antioxidant enzyme activities (catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and superoxide dismutase (SOD)), and the non-enzymatic antioxidant levels (ascorbic acid (ASA), carotenoids, and non-protein thiol content (SH)). The damage at the membrane lipids (lipid peroxidation, electrolytic leakage percentage (ELP)), the chlorophyll content, and protein oxidation were determined. The hydrogen peroxide levels (H2O2) and the δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALAD) activity were also determined. The growth of cucumber seedlings was evaluated based on the dry and fresh matter, and on the root and shoot length. Cucumber seedlings were exposed to 0 to 500 μM of HgCl2 during 10 and 15 days. The results showed that Hg was absorbed by the growing seedlings, and its content was greater in the roots than in the shoot. Moreover, a reduction in the root and shoot length, at both 10 and 15 days, which was dependent on time and concentration, was observed at all concentrations tested. At the concentration of 50 μM HgCl2 the root fresh weight of 15-day-old seedlings increased, however, it reduced at the other concentrations. For 10-day-old seedlings, a reduction in root and shoot fresh biomass was observed. No reduction in shoot fresh biomass was observed at the concentration of 50 μM HgCl2, at 15 days. Regarding dry weight, there was an increase at 500 μM, both at 10 and 15 days, however, at the concentration of 250 μM HgCl2, there was an increase at 15 days. Moreover, a significant reduction in the dry weight of shoot in all tested concentrations was observed. The results showed higher levels of lipid peroxides, as well as a protein oxidation increase, and chlorophyll content reduction when seedlings were exposed to 250 and 500 μM HgCl2. In relation to the antioxidant enzymes, there was an increase in the CAT activity at 10 days of exposure to HgCl2, at 50 μM. However, in the higher concentration (500 μM) of mercury, there was a marked inhibition. Besides, at both 10 and 15 days, an inhibition of APX enzyme in the mercury higher concentrations (250 and 500 μM) was observed. The SOD, another enzyme of the antioxidant
system, showed an increased activity in the concentration below 50 μM HgCl2, and a reduced activity in the higher concentrations. Regarding ELP, alterations only in the higher concentrations (500 μM HgCl2) and at 15 days of exposure to metal were observed. Furthermore, seedlings with 10 days of exposure to HgCl2 had their reduced H2O2 levels at 50 μM HgCl2, but the H2O2 increased at the higher concentration. In relation to non-enzymatic antioxidants, increasing SH levels at all the concentrations at 10-days of exposure were observed. ASA levels also increased at all tested concentrations at 10 and 15 days of exposure at metal. Yet, the carotenoids levels increased at low concentrations and decreased at high concentrations, both at 10 and 15 days of exposure to Hg. δ-ALA-D activity increased at 50 μM HgCl2 at 15 days, and was inhibited at higher concentrations. Therefore, the results obtained from the biochemical and physiological analyses suggest that mercury induces oxidative stress in cucumber seedlings, resulting in injuries in the tissues, which leads to a reduction in the growth, and loss of dry matter of the seedlings. / Neste estudo, foram investigados os efeitos do mercúrio (HgCl2) em plântulas de pepino (Cucumis sativus L.) através da análise de parâmetros bioquímicos e fisiológicos. Os parâmetros bioquímicos analisados foram: as atividades de enzimas antioxidantes [catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX) e superóxido dismutase (SOD)] e os níveis de antioxidantes não-enzimáticos (ácido ascórbico (ASA), carotenóides e tióis não-protéicos (-SH)). O dano aos lipídios de membrana [a peroxidação lipídica e a porcentagem de vazamento de eletrólitos (ELP)], o conteúdo de clorofila e a oxidação de proteínas foram determinadas. Foram também determinados os níveis de peróxido de hidrogênio (H2O2) e a atividade da delta-aminolevulinato desidratase (δ-ALAD). O crescimento das plântulas de pepino foi avaliado baseado na matéria seca e fresca e no comprimento de raízes e parte aérea. As plântulas de pepino foram expostas a 0; 0,5; 50; 250 e 500 μM de HgCl2 durante 10 e 15 dias. Os resultados demonstraram que o mercúrio foi absorvido pelas plântulas, e seu conteúdo foi maior nas raízes que na parte aérea. Além disso, uma redução no comprimento das raízes e da parte aérea, ambos aos 10 e 15 dias, que foi dependente do tempo e da concentração, foi observada em todas as concentrações testadas. Na concentração de 50 μM de HgCl2 o peso fresco das raízes das plântulas aos 15 dias aumentou, no entanto, ele reduziu nas outras concentrações. Para as plântulas com 10 dias, foi observada uma redução na massa fresca de raízes e parte aérea. Nenhuma redução na massa fresca da parte aérea foi observada na concentração de 50 μM de HgCl2, aos 15 dias. Em relação ao peso seco, houve um aumento a 500 μM, ambos a 10 e 15 dias, entretanto, na concentração de 250 μM de HgCl2 houve um aumento aos 15 dias. Além disso, foi observada uma redução significativa no peso seco da parte aérea em todas as concentrações testadas. Os resultados mostraram níveis elevados de peróxidos lipídicos, assim como aumento na oxidação de proteínas, e redução no conteúdo de clorofila quando as plântulas foram expostas a 250 e 500 μM de HgCl2. Em relação às enzimas antioxidantes, houve um aumento na atividade da CAT aos 10 dias de exposição ao HgCl2, a 50 μM. No entanto, na concentração mais alta (500 μM) de HgCl2, houve uma
marcada inibição. Também, tanto aos 10 quanto aos 15 dias, foi observada uma inibição na atividade da enzima APX nas concentrações de HgCl2 mais elevadas (250 e 500 μM). A SOD, outra enzima do sistema de defesa antioxidante, mostrou atividade aumentada na concentração abaixo de 50 μM HgCl2, e atividade reduzida nas concentrações mais altas. Em relação à ELP, foram observadas alterações somente na concentração mais elevada (500 μM de HgCl2) aos 15 dias de exposição ao metal. Além disso, as plântulas com 10 dias de exposição ao metal, tiveram seus níveis de H2O2 reduzidos na concentração de 50 μM de HgCl2, mas o H2O2 aumentou na concentração mais alta. Em relação aos antioxidantes não-enzimáticos, foram observados níveis de SH aumentados em todas as concentrações aos 10 dias de exposição. Os níveis de ASA também aumentaram em todas as concentrações testadas aos 10 e 15 dias de exposição ao metal. Ainda, os níveis dos carotenóides aumentaram em baixas concentrações e foram reduzidos em altas concentrações, ambos aos 10 e 15 dias de exposição ao mercúrio. A atividade da ALA-D aumentou a 50 μM de HgCl2 aos 15 dias, e diminuiu em concentrações mais altas. Portanto, os resultados obtidos das análises bioquímicas e fisiológicas sugerem que a exposição ao mercúrio induz estresse oxidativo em plântulas de pepino, resultando em injúria nos tecidos o que leva a redução no crescimento e perda de matéria seca das plântulas.Neste estudo, foram investigados os efeitos do mercúrio (HgCl2) em plântulas de pepino (Cucumis sativus L.) através da análise de parâmetros bioquímicos e fisiológicos. Os parâmetros bioquímicos analisados foram: as atividades de enzimas antioxidantes [catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX) e superóxido dismutase (SOD)] e os níveis de antioxidantes não-enzimáticos (ácido ascórbico (ASA), carotenóides e tióis não-protéicos (-SH)). O dano aos lipídios de membrana [a peroxidação lipídica e a porcentagem de vazamento de eletrólitos (ELP)], o conteúdo de clorofila e a oxidação de proteínas foram determinadas. Foram também determinados os níveis de peróxido de hidrogênio (H2O2) e a atividade da delta-aminolevulinato desidratase (δ-ALAD). O crescimento das plântulas de pepino foi avaliado baseado na matéria seca e fresca e no comprimento de raízes e parte aérea. As plântulas de pepino foram expostas a 0; 0,5; 50; 250 e 500 μM de HgCl2 durante 10 e 15 dias. Os resultados demonstraram que o mercúrio foi absorvido pelas plântulas, e seu conteúdo foi maior nas raízes que na parte aérea. Além disso, uma redução no comprimento das raízes e da parte aérea, ambos aos 10 e 15 dias, que foi dependente do tempo e da concentração, foi observada em todas as concentrações testadas. Na concentração de 50 μM de HgCl2 o peso fresco das raízes das plântulas aos 15 dias aumentou, no entanto, ele reduziu nas outras concentrações. Para as plântulas com 10 dias, foi observada uma redução na massa fresca de raízes e parte aérea. Nenhuma redução na massa fresca da parte aérea foi observada na concentração de 50 μM de HgCl2, aos 15 dias. Em relação ao peso seco, houve um aumento a 500 μM, ambos a 10 e 15 dias, entretanto, na concentração de 250 μM de HgCl2 houve um aumento aos 15 dias. Além disso, foi observada uma redução significativa no peso seco da parte aérea em todas as concentrações testadas. Os resultados mostraram níveis elevados de peróxidos lipídicos, assim como aumento na oxidação de proteínas, e redução no conteúdo de clorofila quando as plântulas foram expostas a 250 e 500 μM de HgCl2. Em relação às enzimas antioxidantes, houve um aumento na atividade da CAT aos 10 dias de exposição ao HgCl2, a 50 μM. No entanto, na concentração mais alta (500 μM) de HgCl2, houve uma
marcada inibição. Também, tanto aos 10 quanto aos 15 dias, foi observada uma inibição na atividade da enzima APX nas concentrações de HgCl2 mais elevadas (250 e 500 μM). A SOD, outra enzima do sistema de defesa antioxidante, mostrou atividade aumentada na concentração abaixo de 50 μM HgCl2, e atividade reduzida nas concentrações mais altas. Em relação à ELP, foram observadas alterações somente na concentração mais elevada (500 μM de HgCl2) aos 15 dias de exposição ao metal. Além disso, as plântulas com 10 dias de exposição ao metal, tiveram seus níveis de H2O2 reduzidos na concentração de 50 μM de HgCl2, mas o H2O2 aumentou na concentração mais alta. Em relação aos antioxidantes não-enzimáticos, foram observados níveis de SH aumentados em todas as concentrações aos 10 dias de exposição. Os níveis de ASA também aumentaram em todas as concentrações testadas aos 10 e 15 dias de exposição ao metal. Ainda, os níveis dos carotenóides aumentaram em baixas concentrações e foram reduzidos em altas concentrações, ambos aos 10 e 15 dias de exposição ao mercúrio. A atividade da ALA-D aumentou a 50 μM de HgCl2 aos 15 dias, e diminuiu em concentrações mais altas. Portanto, os resultados obtidos das análises bioquímicas e fisiológicas sugerem que a exposição ao mercúrio induz estresse oxidativo em plântulas de pepino, resultando em injúria nos tecidos o que leva a redução no crescimento e perda de matéria seca das plântulas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/11152 |
| Date | 01 February 2007 |
| Creators | Cargnelutti, Denise |
| Contributors | Schetinger, Maria Rosa Chitolina, Morsch, Vera Maria, Dalmolin, Ricardo Simão Diniz, Pereira, Maria Ester |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, UFSM, BR, Bioquímica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200800000002, 400, 500, 500, 500, 500, 500, f2c5f39c-089e-4825-bfba-cc66b9098981, 0269ba45-411e-448b-ad7a-7456f0728738, ff31814c-b6cb-4fdc-9bf8-ff3f7add6d47, 3164bcb2-eb17-4b80-8dbd-e02fdd0c8662, 8715a925-41b6-4b21-bdcf-a45ad2f0af9a |
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