LIMA, C. S. Atividade fotoquímica e proteção oxidativa em mudas de cajueiro expostas a seca e luminosidade elevada. 2013. 146 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-11-24T23:26:54Z
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Previous issue date: 2013 / In this study were characterized biochemical and physiological mechanisms arising from photoinhibition that act in the modulation of photochemical activity and oxidative protection, helping to reduce photo oxidative damage in response to drought and high light stresses in cashew plants. The seedlings were obtained from seeds and grown in substrates by mixing sand and vermiculite (ratio 1:1) in plastic bags, with a volume of 2 liters. Drought stress was imposed by withholding the water supply to the plants (± 20 days) in greenhouse conditions. For exposure to light treatments and recovery to the light effect, the plants were placed in a chamber with controlled conditions of relative humidity (60% ±5) and temperature (30°C ±2). The plants subjected to drought stress showed a marked decrease in photosynthesis when exposed to excess light (combination of drought with high luminosity), compared with those irrigated. This higher sensitivity of CO2 fixation to excess light on plants under drought was associated with a higher intensity of damage to the photochemical apparatus, as indicated by measures of effective quantum efficiency and apparent electron transport rate. The data show that the reduction of photosynthetic activity in response to excess light, has been attributed in part to process photoinhibition occurred under these conditions as shown by a drastic reduction in potential maximum quantum efficiency of PSII (given by Fv/Fm ratio). The results also suggest that the intense photoinhibition, triggered by excess light, may have assisted in photoprotection, because under these conditions there was no oxidative damage, as indicated by the absence of changes in H2O2 content and lipid peroxidation (TBARS content). This photochemistry protection, assigned to photoinhibition in this study, is enhanced due to non-occurrence of dissipation of excess energy through non-photochemical quenching (NPQ), because this mechanism did not show significant changes after long periods of exposure to excessive light. However, the energy dissipation through NPQ in response to short time of exposure to excessive light, observed here indicates that when the PSII activity is normal this mechanism is essential to the protection photochemistry. The role of photoinhibition for photo oxidative protection can be attributed to the effect of this process on reducing the activity of PSII and consequent lower photochemical activity, resulting in lower electron transfer. This suggestion is also reiterated in this study based on the reduction of the content of D1 protein, a major component of structural and functional PSII, and plastocyanin (PC), another major carrier of electrons. The modulation these proteins content may have contributed to restrict the formation of ROS and consequent oxidative damage under conditions inducing photo oxidatives stress such as drought associated with high luminosities, in this species. / No presente estudo foram caracterizados mecanismos bioquímicos e fisiológicos decorrentes da fotoinibição e que atuam na modulação da atividade fotoquímica e da proteção oxidativa, auxiliando na redução de danos fotoxidativos, em reposta aos estresses de seca e luminosidade elevada em cajueiro. As mudas foram obtidas a partir de sementes e cultivadas em substrato composto pela mistura de areia e vermiculita (proporção 1:1) em sacos plásticos, com volume de 2 L. O estresse hídrico foi aplicado pela suspenção da rega (±20 dias) em condições de casa de vegetação. Para a exposição aos tratamentos de luminosidade e de recuperação ao efeito da luz, as plantas foram acondicionadas em câmara com condições controladas de umidade relativa (60% ±5) e temperatura (30°C ±2). As plantas submetidas ao estresse hídrico apresentaram uma intensa redução da fotossíntese quando expostas ao excesso de luz (combinação de seca com luminosidade elevada), se comparadas com aquelas irrigadas. Essa maior sensibilidade da fixação de CO2 ao excesso de luz nas plantas sob seca foi relacionada com uma maior intensidade de danos no aparato fotoquímico, conforme indicado pelas medidas de eficiência quântica efetiva e taxa aparente de transporte de elétrons. A redução da atividade fotossintética, em resposta ao excesso de luz, foi atribuída em parte ao processo de fotoinibição ocorrido nessas condições, conforme demonstrado pela drástica redução da eficiência quântica potencial máxima do PSII (dada pela relação Fv/Fm). Os resultados sugerem também que a intensa fotoinibição, desencadeada pelo excesso de luz, pode ter auxiliado na fotoproteção, pois nessas condições não ocorreu danos oxidativos, conforme indicado pela ausência de mudanças no conteúdo de H2O2 e na peroxidação lipídica (conteúdo de TBARS). Essa proteção fotoquímica, atribuída a fotoinibição nesse estudo, é reforçada devido a não ocorrência de dissipação do excesso de energia por meio do quenching não fotoquímico (NPQ), pois esse mecanismo não apresentou mudanças significativas após longos períodos de exposição ao excesso de luz. No entanto, a dissipação de energia por meio do NPQ em respostas a curtos períodos de exposição ao excesso de luz, aqui observado, indica que quando a atividade do PSII está normal esse mecanismo é essencial para a proteção fotoquímica. O papel da fotoinibição para a proteção fotoxidativa pode ser atribuido ao efeito desse processo na redução da atividade dos PSII e consequente menor atividade fotoquímica, o que resultaria na menor transferência de elétrons. Essa sugestão é ainda reinterada no presente estudo com base na redução do conteúdo da proteina D1, um dos principais componentes estrutural e funcional do PSII, e da plastocianina (PC), outro importante carreador de elétrons. A modulação do conteúdo dessas proteínas pode ter contribuído para restringir a formação de EROs e consequente danos oxidativos sob condições indutoras de estresse fotoxidativos, como a seca associada com luminosidades elevadas, nessa espécie.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/10458 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Lima, Cristina Silva de |
| Contributors | Silveira, Joaquim Albenísio Gomes da |
| 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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