Análise bioquímica do mutante hormonal de tomateiro Never ripe (Nr) submetido aos estresses por cádmio e salinidade

• Main Author: Monteiro, Carolina Cristina
• Other Authors: Azevedo, Ricardo Antunes de
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2010
• Subjects: antioxiant enzymes.; Antioxidantes; Cádmio; Cadmium; Enzimas; Estresse oxidativo; hormonal mutant; Mutação vegetal; Salinidade; salinity; Tomate.; Tomato
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-15032010-164633/

A exposição das plantas a estresses bióticos e abióticos pode levar ao aumento dos níveis de espécies ativas de oxigênio (EAOs) nas células, gerando estresse oxidativo. Dentre os causadores de estresses abióticos mais estudados, estão a salinidade e o cádmio (Cd). A salinidade pode causar um desequilíbrio de íons nas células, resultando estresse osmótico. Já o Cd gera distúrbios nutricionais, estruturais e bioquímicos, levando ao aumento de EAOs. Para combater este excesso, as plantas desenvolveram um complexo sistema de defesa que inclui mecanismos enzimáticos e não enzimáticos de desintoxicação. Os hormônios vegetais, como o etileno, controlam importantes vias do metabolismo celular, fazendo com que as plantas respondam de diferentes maneiras às condições de estresse. Fatores de estresse distintos podem resultar em respostas diferenciadas por parte das células e dos diferentes tecidos das plantas. O presente trabalho utilizou o tomateiro cv. Micro-Tom e seu mutante hormonal para etileno Never ripe (Nr) cultivados em solução nutritiva e submetidos aos estresses por 100 mM de NaCl e 0,5 mM de CdCl2 em coletas distintas (sete, 20 e 36 dias). Neste trabalho, as respostas das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa redutase (GR), ascorbato peroxidase (APX) e guaiacol peroxidase (GPOX) foram analisadas. Além disso, outros parâmetros importantes como quantificação de Cd e Na, peroxidação lipídica, peróxido de hidrogênio (H2O2), análise do perfil protéico por SDS-PAGE e teor de clorofila foram avaliados. De acordo com os resultados, o Cd acumulou-se mais nas raízes, e o Na foi absorvido pela plantas e transportado até as folhas e frutos. O estresse provocado pelo Cd foi mais prejudicial ao desenvolvimento do MT, aumentando os níveis de H2O2 e MDA, assim como a atividade das enzimas antioxidantes. Alterações nos perfis protéicos dos tecidos submetidos aos tratamentos com Cd e Na também foram observadas. A absorção de Na pelos frutos foi elevada, alterando a atividade das enzimas antioxidantes. A enzima que mais apresentou aumento de atividade foi a GR, tanto em folhas quanto em raízes, nos três períodos analisados, sugerindo que essa enzima pode estar associada à síntese de fitoquelatinas (PCs) nos tecidos. Isso mostra que as enzimas antioxidantes agem de maneira particular, conforme o período de estresse ao qual as plantas estão submetidas, de maneira que a resposta antioxidante é dinâmica e particular a cada tecido da planta. === Plant exposure to abiotic and biotic stresses can lead to enhanced production of Reactive Oxygen Species (ROS) in cells, causing oxidative stress. Cadmium (Cd) and salt (NaCl) are among the most studied abiotic stresses. Salinity can cause ion disturb in the cell, resulting in osmotic stress. In the case of Cd, it can induce nutritional, structural and biochemistry changes, leading to increased ROS levels. Plants have developed efficient antioxidant systems to act against ROS, including a series of enzymatic and non-enzymatic detoxification mechanisms. Plant hormones, such as ethylene, can control important pathways, which may result in different manners for the plant to respond to stressful conditions. Different stress factors can result in different responses depending of plant cells and tissues. This work used the miniature tomato Micro-Tom and its hormonal mutant to ethylene counterpart, Never ripe (Nr), which were maintained in nutritional solution and submitted to 100 mM of Na Cl and 0.5 mM of CdCl2 for 7, 20 and 36 days. Antioxidant enzymes responses mainly by changes in activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), gluthathione reductase (GR), ascorbate peroxidase (APX) and guaiacol peroxidase (GPOX) were analyzed. Moreover, others important evaluation parameters such as Cd and Na quantification, lipid peroxidation, level of H2O2, SDS-PAGE and chlorophyll amount, were assessed. According to the results, Cd accumulated in roots while Na was uptaked and translocated to the leaves and fruits. The stress caused by Cd was the most damaging to MT plant development, increasing H2O2 and lipid peroxidation, as well as antioxidant enzymes activities. Alterations in SDS-PAGE protein profiles were also observed. The uptake of Na in fruits was high, modifying antioxidant enzymes activities. GR was the enzyme that exhibited the highest increase in activity in leaves and roots during all periods analyzed, suggesting that this enzyme can be related to phytochelatin synthesis (PCs) in tissues and/or increased glutathione synthesis. The results confirmed that the enzymes may respond differently depending on the tissue, organ, time length of exposure and concentrations of the stressful agent.