Oxidative responses in double rice plants silenced in cytosolic apx subjected to abiotic stresses

• Main Author: Aurenivia BonifÃcio de Lima
• Other Authors: Joaquim AlbenÃsio Gomes da Silveira
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Cearà 2011
• Subjects: fotossÃntese; estresse oxidativo; salinidade; silenciamento gÃnico; peroxidase do ascorbato; FISIOLOGIA VEGETAL
• Online Access: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=7578

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior === O H2O2 à tido como molÃcula sinalizadora de vÃrios eventos celulares e seu nÃvel endÃgeno à controlado pelas diferentes isoformas de APX e CAT que estÃo distribuÃdas na cÃlula vegetal. No presente estudo, foram utilizadas diferentes abordagens visando um melhor entendimento do papel das isoformas citosÃlicas de APX, consideradas por muitos autores as isoformas mais importantes dentre as APXs, e sua sincronia com CAT, tendo em vista que estas sÃo as principais removedoras do H2O2 intracelular. Inicialmente, foi observado que plantas de arroz submetido à combinaÃÃo de estresse salino e alta temperatura apresentaram modulaÃÃo positiva da atividade de APX associada com menor acÃmulo de H2O2. Intrigantemente, plantas duplamente silenciadas nas isoformas de APX citosÃlica (APx1/2s) apresentaram desenvolvimento normal em condiÃÃes controle. Em condiÃÃes estressantes, as APx1/2s exibiram um mecanismo antioxidativo compensatÃrio mediado principalmente pelas isoformas de GPX citosÃlica e cloroplÃstica juntamente com antioxidantes nÃo enzimÃticos. AlÃm disso, as APx1/2s submetidas a inibiÃÃo irreversÃvel de CAT apresentaram melhor desempenho fotossintÃtico e menores danos oxidativos que plantas que continham a APX citosÃlica, CAT ou ambas indicando que outros mecanismos compensatÃrios foram ativados para mitigar os possÃveis efeitos negativos do acÃmulo de H2O2. Tomados em conjunto, os dados indicam que as isoformas citosÃlicas de APX nÃo sÃo as enzimas mais importantes no controle dos nÃveis de H2O2, visto que plantas com ausÃncia destas isoformas completam o ciclo de vida e sÃo capazes de enfrentar situaÃÃes de estresse. AlÃm disso, à possÃvel afirmar que a aÃÃo coordenada das isoformas de GPX, juntamente com ascorbato e glutationa reduzidos, podem ser os responsÃveis pela manutenÃÃo do equilÃbrio redox celular em condiÃÃes estressantes em plantas de arroz, diferente do que à noticiado para a planta-modelo Arabdopsis. === Plants in the field are exposed to multiple stresses, such as salinity, drought, high light, heat/cold and others, resulting in different physiological responses. T o evaluate the consequences of some of these stresses to the photosynthetic apparatus and an tioxidative metabolism, 30 day old rice plants , were submitted to the following treatments: control (without NaCl and at 27 ÂC), heat stress (without NaCl and at 42 ÂC), salt stress (with 100 mM NaCl and at 27 ÂC) and combined stress (salt+heat). The contr ol and salt stress treatments lasted 8 days and the heat and combined stress treatments lasted 6 hours. At the end of the experimental period, gas exchange, chlorophyll fluorescence and electrolyte leakage were measured and the leaves were collected for bi ochemical determinations. I solated salt and heat stress es were not sufficient to cause damage in the photochemical apparatus and heat stress only modifie d stomatal aperture. In combined heat and salt stress , the results indicate that photosynthetic process es were affected at the level of CO 2 assimilation and quantum efficiency. E lectrolyte leakage, TBARS and H 2 O 2 content were elevated in sal t +heat treatment, but in isolate d heat stress the TBARS was decreased. Reduced ascorbate and glutathione were similarly decrease d in plants exposed to the combination of salt and heat. A ll enzymes examin ed here were differently modulated in experimental treatment s . Taken together, the data indicates more intense impairment of photosynthesis in rice plants in the c ombination of the salt and heat, however the effective modulation of the antioxidative system was eff ective in establishing a new redox homeostasis and providing tolerance to abiotic stress.