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Título: Caracteres fisiológicos e bioquímicos de Sorghum bicolor E Sorghum sudanense sob condições de salinidade
Título em inglês: Physiological and biochemical characters of Sorghum bicolor and Sorghum sudanense under salinity conditions
Autor(es): Oliveira, Viviane Pinho de
Orientador(es): Gomes Filho, Enéas
Palavras-chave: Bioquímica
Salinidade, Sorghum bicolor, Sorghum sudanense
Sorghum bicolor, Sorghum sudanense, gas exchange, growth, organic and inorganic solutes, antioxidative enzymes, ribonuclease
Sorgo - Fisiologia
Sorgo - Cultivo
Sorgo - Stress oxidativo
Data do documento: 2011
Citação: OLIVEIRA, V. P. (2011)
Resumo: Este trabalho teve por finalidade avaliar algumas variáveis fisiológicas e bioquímicas de duas espécies de sorgo forrageiro submetidas a diferentes condições de cultivo e de salinidade. Para isso, foram montados dois experimentos. No primeiro deles estudou-se tais variáveis em Sorghum bicolor e Sorghum sudanense, em função de diferentes níveis de estresse salino, enquanto no segundo, as variáveis foram estudadas em duas fases distintas de desenvolvimento das duas espécies de sorgo, visando determinar em qual delas essas espécies são mais resistentes aos efeitos deletérios da salinidade. No primeiro experimento, os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 2 × 5, composto por duas espécies (S. bicolor e S. sudanense) e cinco tratamentos (NaCl a 0, 25, 50, 75 e 100 mM). Nesse experimento, os parâmetros de trocas gasosas foram pouco afetados pela salinidade, em ambas as espécies. O crescimento das plantas de ambas as espécies reduziu à medida que a salinidade aumentou. O potencial osmótico (s) foliar foi fortemente reduzido pela salinidade nessas plantas, a qual aumentou significativamente a concentração de solutos orgânicos nas duas espécies de sorgo. As concentrações de Na+ e Cl- aumentaram com a salinidade em ambas as espécies. S. bicolor e S. sudanense mantiveram o teor relativo de água sob condições salinas igual ao do controle. Nas espécies de sorgo estudadas, os carboidratos solúveis e os íons K+ e Cl- foram os que mais contribuíram para o ajustamento osmótico das plantas. Nas folhas de S. bicolor, houve um aumento na atividade das peroxidases do ascorbato (APX) e do guaiacol (GPX) e uma redução na atividade da catalase (CAT), enquanto a dismutase do superóxido (SOD) não foi afetada. Em S. sudanense, à medida que foram elevadas as doses de NaCl, observou-se um aumento na atividade da GPX e da SOD. Nas raízes, apenas a SOD apresentou aumento em atividade no S. bicolor. A atividade ribonucleásica nas folhas de ambas as espécies aumentou com as doses crescentes de NaCl, enquanto que nas raízes, ela foi reduzida à medida que o estresse salino intensificou-se. No segundo experimento, os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 2 × 3 × 2, composto por duas espécies (S. bicolor e S. sudanense), três concentrações de sais na água de irrigação (condutividades elétricas de 0,0; 4,0 e 8,0 dS m-1) e dois períodos de aplicação do estresse salino às plantas [desde a semeadura até 25 dias depois (Fase I) e do 25º ao 50º dia após a semeadura (Fase II)], com cinco repetições. As principais alterações nas trocas gasosas ocorreram na Fase II do desenvolvimento. O estresse salino reduziu o crescimento das plantas de sorgo em ambas as fases de desenvolvimento, porém essa redução foi mais acentuada na Fase I. Os teores dos solutos orgânicos variaram em função das fases de desenvolvimento, da espécie e da salinidade. Na Fase I, em ambas as espécies de sorgo, houve acréscimos nos teores de Na+ e K+ e redução nos de Cl- pela salinidade, enquanto que, na Fase II do desenvolvimento, os teores de Na+ e K+ foram reduzidos e os de Cl-, aumentados, tanto em S. bicolor como em S. sudanense. Na Fase I do desenvolvimento, apenas a SOD, em S. bicolor, e a CAT, em S. sudanense, mostraram incrementos de atividade em resposta ao estresse salino. Já na Fase II, nenhum aumento na atividade do sistema enzimático antioxidativo foi observado em função da salinidade, nas duas espécies estudadas. Na Fase I, a atividade da RNase, em ambas as espécies, foi reduzida com a salinidade, enquanto na Fase II do desenvolvimento, ela foi aumentada. O crescimento das plantas de S. sudanense foi ligeiramente mais afetado que o de S. bicolor. As espécies de sorgo forrageiro estudadas neste trabalho foram capazes de reduzir o s foliar em concentrações elevadas de NaCl, o que pode ter contribuído para um melhor ajustamento osmótico. Além disso, nas condições empregadas no primeiro experimento, S. bicolor pareceu ter um sistema antioxidante mais eficaz contra os efeitos da salinidade do que S. sudanense. Em relação ao segundo experimento, o crescimento das plantas de sorgo forrageiro foi mais afetado quando o estresse salino foi aplicado em estádios iniciais do desenvolvimento. O estresse oxidativo causado pela salinidade parece não ter sido suficiente para estimular o sistema de defesa enzimático antioxidativo na Fase II do desenvolvimento, em ambas as espécies. Além disso, o aumento na atividade RNásica pode indicar o papel desta enzima na proteção contra os efeitos deletérios da salinidade nessas espécies de sorgo. De modo geral, não houve diferenças marcantes na tolerância das plantas de S. bicolor e S. sudanense à salinidade.
Abstract: This study aimed to evaluate some physiological and biochemical variables of two species of sorghum subjected to different growing conditions and salinity. For this, two experiments were set up. In the first study, the variables in Sorghum bicolor and Sorghum sudanense were evaluated according different levels of salinity stress. In the second, the variables were studied in two distinct phases of development of two species of sorghum, to determine which one of these species are more resistant to the deleterious effects of salinity. In the first experiment, treatments were arranged in a 5 × 2 factorial, consisting of two species (S. bicolor and S. sudanense) and five treatments (NaCl at 0, 25, 50, 75 and 100 mM). In this experiment, the gas exchange parameters were little affected by salinity in both species. Plant growth of both species decreased as salinity increased. The osmotic potential (ψs) leaves was strongly reduced by salinity in these plants, which significantly increased the concentration of organic solutes in the two species of sorghum. The concentrations of Na+ and Cl- increased with salinity in both species. S. bicolor and S. sudanense maintained relative water content under saline conditions the same as the control. In sorghum species studied, the soluble carbohydrates and the ions K+ and Cl- were the main contributors to the osmotic adjustment of plants. In leaves of S. bicolor, there was an increase in activity of ascorbate peroxidase (APX) and guaiacol (GPX) and a reduction in activity of catalase (CAT), while superoxide dismutase (SOD) was not affected. In S. sudanense, the activity of GPX and SOD increased with increasing salinity. In roots, just SOD activity in S. bicolor were increased with salt stress. Ribonuclease activity in the leaves of both species increased with increasing doses of NaCl, whereas in roots it was reduced as the salt stress intensified. In the second experiment, treatments were arranged in a factorial 2 × 3 × 2, composed of two species (S. bicolor and S. sudanense), three concentrations of salts in irrigation water (electrical conductivities of 0.0, 4.0 and 8.0 dS m-1) and two periods of application of salt stress to plants [from sowing until 25 days later (Phase I) and from 25th to 50th day after sowing (Phase II)], with five repetitions. The main changes in gas exchange occurred in Phase II development. The salt stress reduced plant growth of sorghum in both phases of development, but this reduction was more pronounced in Phase I. The levels of organic solutes varied according to the phases of development, species and salinity. In Phase I, in both species of sorghum, there were increases in levels of Na+ and K+ and reduced Cl- by salinity, whereas in Phase II development, the levels of Na+ and K+ were reduced and Cl- extended, both in S. bicolor as in S. sudanense. In Phase I of development, only SOD in S. bicolor, and CAT in S. sudanense showed activity increases in response to salt stress. In the Phase II, no increase in the activity of antioxidant enzyme system was observed as a function of salinity in both species. In Phase I, the activity of RNase in both species was reduced by salinity, while in Phase II development, it was expanded. Plant growth of S. sudanense was slightly more affected than the S. bicolor. Sorghum species studied in this work were able to reduce the leaf ψs high concentrations of NaCl, which may have contributed to a better osmotic adjustment. In addition, under the conditions employed in the first experiment, S. bicolor appeared to have a more effective antioxidant system against the effects of salinity than S. sudanense. For the second experiment, the growth of sorghum plants was more affected when the salt stress was applied in the early stage of development. The oxidative stress caused by salinity seems to have been sufficient to stimulate the enzymatic antioxidant defense system in Phase II development in both species. Furthermore, increased activity RNase may indicate the role of this enzyme in protecting against the deleterious effects of salinity in these species of sorghum. Overall, there were no marked differences in plant tolerance between S. bicolor and S. sudanense under salinity.
Descrição: OLIVEIRA, Viviane Pinho de. Caracteres fisiológicos e bioquímicos de Sorghum bicolor E Sorghum sudanense sob condições de salinidade. 2011. 143 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18811
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