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Título: Mecanismos de proteção oxidativa contra estresses isolados e combinados de seca, salinidade e temperatura elevada em cajueiro
Título em inglês: Oxidative protection mechanisms against especific and combinated drought, salinity and heat stresses in cashew
Autor(es): Silva, Sérgio Luiz Ferreira da
Orientador(es): Silveira, Joaquim Albenísio Gomes da
Palavras-chave: Bioquímica
Estresses abióticos
Proteção oxidativa
Cajueiro
Abiotic stresses
Oxidative protection
Data do documento: 2008
Citação: SILVA, S. L. F. (2008)
Resumo: No presente estudo foram caracterizados diferentes mecanismos de proteção oxidativa do cajueiro, espécie adaptada ao semi-árido, frente aos efeitos isolados e combinados dos estresses salino, hídrico e temperatura elevada. Para tanto, foram realizados estudos para avaliar as alterações oxidativas induzidas pelos estresses salino, hídrico, temperatura elevada e pelas combinações dos estresses salino e hídrico com temperaturas elevadas na espécie. Os resultados demonstram que o cajueiro apresenta alta capacidade de proteção oxidativa frente os estresses salino e hídrico. Essa proteção está associada à restrição estomática, manutenção do status hídrico e eficiente interação dos sistemas antioxidantes enzimático e não enzimáticos, impedindo o acúmulo de H2O2 e a peroxidação de lipídios. Durante o estresse salino, as enzimas SOD, CAT e os antioxidantes ASA e GSH foram os principais responsáveis pela proteção oxidativa, enquanto sob condições de seca ocorreu predominância das enzimas SOD e APX, associadas aos sistemas ASA e GSH. Temperaturas acima de 35 ºC induzem estresse oxidativo na espécie, atribuído ao acúmulo de H2O2 e a peroxidação de lipídios, provavelmente associada à indução de fotorrespiração. O estresse térmico apresentou intensa modulação dos sistemas de proteção oxidativa enzimático (SOD-CAT-APX) e não enzimático (ASA e GSH), indicando o papel desses antioxidantes na proteção oxidativa durante temperaturas elevadas. As plântulas submetidas à combinação de salinidade e temperatura elevada apresentaram maior restrição estomática, comparadas àquelas expostas a combinação de seca e temperatura alta. Esse resultado indica que o estresse salino pode levar a maior limitação da dissipação de calor, via fluxo transpiratório, que o estresse hídrico, durante exposição de plantas a temperaturas elevadas. A salinidade limitou a atividade da APX nas plântulas submetidas ao estresse térmico, sugerindo que o estresse salino pode afetar o papel da APX na proteção oxidativa durante temperaturas elevadas. Durante a exposição das plântulas a temperaturas elevadas o estresse hídrico limitou mais a atividade dos sistemas antioxidantes SOD-CAT-APX e ASA e GSH, comparado ao estresse salino. Essa restrição ocorreu associada ao maior nível de injúrias oxidativas nas plântulas expostas a combinação de seca e calor. Os resultados demonstram que temperaturas elevadas é o principal estresse abiótico que causa dano oxidativo na espécie e que a combinação dos estresses hídrico e temperatura elevada está mais associada a dano oxidativo do que a combinação de salinidade e temperatura alta. No geral, os resultados mostram que as alterações oxidativas atribuídas à combinação de seca e calor ou salinidade e calor, são distintas daquelas associadas aos estresses isolados. Indicam ainda, que as mudanças induzidas pela combinação de seca e calor ou salinidade e calor não podem ser estimadas com base nos efeitos isolados dos respectivos estresses.
Abstract: In the present study, different biochemical and physiological mechanisms associated with oxidative protection were characterized in a semi-arid adapted species (cashew) submitted to drought, salinity and heat applied individually or in combination. The results demonstrate that cashew show high antioxidant capacity against the isolated effects of drought and salinity. This antioxidant protection is associated with the maintenance of the water status and the efficient interaction of the enzymatic and nonenzymatic antioxidant systems, avoiding H2O2 accumulation and lipid peroxidation. The activity of SOD and CAT, as the ASA and GSH antioxidants play a central role in oxidative protection in salt-treated plants, while the activity of SOD and APX associated with ASA and GSH are essential in plants exposed to drought. Oxidative stress is induced in cashew plants submitted to temperatures above 35 ºC, as indicated by H2O2 accumulation and lipid peroxidation, which may be due to enhanced photorespiration. The antioxidant enzymatic (SOD-CAT-APX) and nonenzymatic (ASA e GSH) systems are intensively modulated by heat stress. Salt-pretreated plants show higher stomatic restriction under heat stress than those previously exposed to drought. This results evidence that salt stress limits heat dissipation through transpiration more than drought when plants are exposed to high temperatures. APX activity is reduced in salt-pretreated plants under heat stress in comparison with drought-pretreated plants, suggesting that salinity could prominently affect the antioxidant role of this enzyme. Conversely, the antioxidant systems are dramatically restricted in drought-pretreated plants in relation to those initially exposed to salinity when these plants are subjected to high temperatures. This restriction may be associated with high oxidative injuries in plants exposed to drought followed by heat stress. According to the results of this work, high temperatures applied individually or in combination with drought enable oxidative stress more than salt stress associated with heat. In general, oxidative changes induced by drought and heat or salinity and heat are distinct from those triggered by these factors applied individually, as the metabolic alterations caused by combined stresses could not be estimated from the specific responses to drought, salinity or heat.
Descrição: SILVA, Sérgio Luiz Ferreira da. Mecanismos de proteção oxidativa contra estresses isolados e combinados de seca, salinidade e temperatura elevada em cajueiro. 2008. 174 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2008.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18827
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