Crescimento radicular e resposta de enzimas antioxidantes ao estresse por alumínio em cana-de-açúcar
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2020v41n6Supl2p3449Palavras-chave:
Alumínio tóxico, ROS, Sistema hidropônico, Saccharum spp., Método de triagem.Resumo
A toxidez por alumínio (Al) em solos ácidos é um dos principais estresses abióticos que podem limitar a produção vegetal pelo mundo todo. A toxidez por Al inibe diretamente o desenvolvimento radicular e aumenta a produção de espécies reativas de oxigênio na planta. A cana-de-açúcar é mais cultivada em regiões tropicais e frequentemente está exposta a concentrações fitotóxicas de Al no solo. Neste estudo, nossos objetivos foram avaliar a tolerância ao Al de nove cultivares de cana-de-açúcar em um sistema hidropônico e investigar os efeitos de 143µM {Al3+} sobre o crescimento radicular e a atividade das enzimas antioxidantes ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). O método de triagem proposto foi adequado para a avaliação de tolerância ao Al de forma rápida, confiável e reprodutível. A exposição ao Al por três dias alterou o crescimento radicular e a atividade das enzimas nas nove cultivares de cana-de-açúcar. Entretanto, a magnitude das alterações variou significativamente entre as cultivares. A cultivar RB928064 foi classificada como tolerante e a cultivar RB835486 como sensível ao Al. Os incrementos de atividade enzimática após exposição ao Al variaram entre 4 e 46%, com incrementos médios de 19% para APX, 20% para CAT, e 8% para SOD. As variações induzidas pelo Al sobre a atividade enzimática, entretanto, não apresentaram correlações significativas com aquelas induzidas pelo Al sobre o crescimento radicular.Métricas
Referências
Bradford, M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of proteinutilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72(1), 248-254. doi: 10. 1016/0003-2697(76)90527-3
Caniato, F. F., Guimarães, C. T., Schaffert, R. E., Alves, V. M. C., Kochian, L. V., Borém, A.,… Magalhães, J. V. (2007). Genetic diversity for aluminum tolerance in sorghum. Theoretical and Applied Genetics, 114(1), 863-876. doi: 10.1007/s00122-006-0485-x
Cia, M. C., Guimarães, A. C. R., Medici, L. O., Chabregas, S. M., & Azevedo, R. A. (2012). Antioxidant responses to water deficit by drought-tolerant and -sensitive sugarcane varieties. Annals of Applied Biology, 161(3), 313-324. doi: 10.1111/j.1744-7348.2012.00575.x
Exley, C. (2009). Darwin, natural selection and the biological essentiality of aluminium and silicon. Trends in Biochemical Science, 34(12), 589-593. doi: 10.1016/j.tibs.2009.07.006.
Famoso, A. N., Clark, R. T., Shaff, J. E., Craft, E., McCouch, S. R., & Kochian, L. V. (2010). Development of a novel aluminum tolerance phenotyping platform used for comparisons of cereal aluminum tolerance and investigations into rice aluminum tolerance mechanisms. Plant Physiology, 153(3), 1678-1691. doi: 10.1104/pp.110.156794
Ferreira, R. P., Moreira, A., & Rassini, J. B. (2006). Toxidez de alumínio em culturas anuais. São Carlos: EMBRAPA Pecuária Sudeste.
Giannopolitis, C. N., & Ries, S. K. (1977). Superoxide dismutases: I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology, 59(2), 309-314. doi: 10.1104/pp.59.2.309
Hepperle, D. (2016). WinIAP© - Calculation of ion activities and calcite saturation index. Win32-Version, 1994. Retrieved from http://science.do-mix.de
Hetherington, S. J., Asher, C. J., & Blamey, F. P. C. (1986). Tolerance of sugarcane to Al in soil and solution culture. Proceedings of Australian Society of Sugar Cane Technologists Congress, 8(1), 63-68. Retrieved from www.assct.com.au/media/pdfs/1986_pa_ag10.pdf
Hetherington, S. J., Asher, C. J., & Blamey, F. P. C. (1988). Comparative tolerance of sugarcane, navybean, soybean and maize to aluminium toxicity. Australian Journal of Agricultural Research, 39(2), 171-176. doi: 10.1071/ar9880171
Kochian, L. V., Piñeros, M. A., Liu, J., & Magalhães, J. V. (2015). Plant adaptation to acid soils: the molecular basis for crop aluminum resistance. Annual Review of Plant Biology, 66(1), 571-598. doi: 10. 1146/annurev-arplant-043014-114822
Kumari, M., Taylor, G. J., & Deyholos, M. K. (2008). Transcriptomic responses to aluminium stress in root of Arabidopsis thaliana. Molecular Genetics and Genomics, 279(4), 339-357. doi: 10.1007/s00438-007-0316-z
Maia, C., Almeida, C. F., Costa, P. M. A., Melo, J. A. G. de, Jr., Silveira, G. da, Peternelli, L. A.,... Bhering, L. L. (2018). Phenotypic plasticity of sugarcane genotypes under aluminum stress. Journal of Experimental Agriculture International, 22(3), 1-11. doi: 10.9734/JEAI/2018/40984
Moldes, C. A., Medici, L. O., Abrahão, O. S., Tsai, S. M., & Azevedo, R. A. (2008). Biochemical responses of glyphosate resistant and susceptible soybean plants exposed to glyphosate. Acta Physiologiae Plantarum, 30(4), 469-479. doi: 10.1007/s11738-008-0144-8
Noctor, G., Reichheld, J. P., & Foyer, C. H. (2018). ROS-related redox regulation and signalling in plants. Seminars in Cell & Developmental Biology, 80(1), 3-12. doi: 10.1016/j.semcdb.2017.07.013
R Development Core Team (2011). R: A Language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: The R Foundation for Statistical Computing. Retrieved from http://www.R-project.org
Rahim, F., Almeida, V. C., Viana, J. M. S., Ribeiro, C., Risso, L. A., & Ribeiro, M. P. (2019). Identification of contrasting tropical popcorn inbreds for studying aluminum toxicity tolerance inheritance. Euphytica, 215(3), 47-54. doi: 10.1007/s10681-019-2372-y
Singh, S., Tripathi, D. K., Singh, S., Sharma, S., Dubey, N. K., Chauhan, D. K., & Vaculík, M. (2017). Toxicity of aluminium on various levels of plant cells and organism: A review. Environmental and Experimental Botany, 137(2), 177-193. doi: 10.1016/j.envexpbot.2017.01.005
Smith, D. M., Inman-Bamber, N. G., & Thorburn, P. J. (2005). Growth and function of the sugarcane root system. Field Crops Research, 92(3), 169-183. doi: 10.1016/j.fcr.2005.01.017
Watt, D. (2003). Aluminium-responsive genes in sugarcane: identification and analysis of expression under oxidative stress. Journal of Experimental Botany, 54(385), 1163-1174. doi: 10.1093/jxb/erg128
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