Mudanças bioquímicas em plantas de aveia preta em resposta ao déficit hídrico sob diferentes temperaturas

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0359.2021v42n5p2685

Palavras-chave:

Avena strigosa Schreb, Enzimas antioxidantes, Catalase, Ascorbato peroxidase, Malondialdeído.

Resumo

A aveia-preta (Avena strigosa Schreb.) destaca-se como uma forragem de grande importância na agricultura brasileira. Porém, a produtividade e a qualidade dessa forragem podem ser afetadas por fatores abióticos, como temperatura e disponibilidade de água, que afetam os processos fisiológicos e facilitam o acúmulo de radicais livres (espécies reativas de oxigênio - ROS). Assim, o objetivo deste estudo foi compreender as alterações bioquímicas em plantas de aveia preta submetidas ao déficit hídrico em diferentes temperaturas. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação em dois períodos experimentais, os quais apresentaram temperatura média de 20 °C e 24 °C, respectivamente. Sementes de aveia preta, variedade IAPAR 61, foram semeadas em vasos e as plantas irrigadas por 60 dias. Depois disso, os vasos foram cobertos com sacos plásticos e a irrigação foi suspensa. As análises foram realizadas em cinco períodos de avaliação - M1: plantas antes da suspensão da irrigação, M2: plantas no primeiro ponto de murcha, M3: três dias após a retirada do plástico e retorno da irrigação, M4: quatro dias após M3 e antes do segundo suspensão da irrigação e M5: o segundo ponto de murcha. Foram analisados os níveis de proteína total e malondialdeído (MDA) e a atividade das enzimas catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis repetições, em esquema fatorial temperatura média × manejo da água × períodos de avaliação, e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5%. Em resposta à deficiência hídrica e ao aumento da temperatura, as plantas de aveia preta aumentaram seus níveis de proteínas solúveis totais e houve maior peroxidação lipídica devido ao aumento do teor de malondialdeído. Não houve alteração na atividade das enzimas catalase e ascorbato peroxidase sob déficit hídrico, sendo que essas atividades diminuíram com o aumento da temperatura.

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Biografia do Autor

Altamara Viviane de Souza Sartori, Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná

M.e em Agronomia, Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná, IAPAR-EMATER, IDR-Paraná, Londrina, PR, Brasil.

Carolina Maria Gaspar de Oliveira, Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná

Pesquisadora, Dra., IAPAR-EMATER, IDR-Paraná, Londrina, PR, Brasil.

Claudemir Zucareli, Universidade Estadual de Londrina

Prof. Dr., Departamento de Agronomia, Universidade Estadual de Londrina, UEL, Londrina, PR, Brasil.

Referências

Alves, G., Rodrigues, M., Pereira, J. W. D., Luz, L. N. D., Lima, L., & Santos, R. C. D. (2016). Genotypic variability of peanut lines in response to water stress, based on biochemical descriptors. Revista Caatinga, 29(3), 528-536. doi: 10.1590/1983-21252016v29n302rc

Anjum, S. A., Ashraf, U., Tanveer, M., Khan, I., Hussain, S., Shahzad, B.,… Wang, L. C. (2017). Drought induced changes in growth, osmolyte accumulation and antioxidant metabolism of three maize hybrids. Frontiers in Plant Science, 8(69), 1-12. doi: 10.3389/fpls.2017.00069

Araújo, G. D. N., Jr., Gomes, F. T., Silva, M. J. da, Rosa Jardim, A. M. F. da, Simões, V. J. L. P., Izidro, J. L. P. S.,... Silva, T. G. F. da. (2019). Estresse hídrico em plantas forrageiras: uma revisão. Pubvet, 13(1), 1-10. doi: 10.31533/pubvet.v13n01a241.1-10

Atkinson, N. J., & Urwin, P. E. (2012). The interaction of plant biotic and abiotic stresses: from genes to the field. Journal of Experimental Botany, 63(10), 3523-3543. doi: 10.1093/jxb/ers100

Avramova, V., Nagel, K. A., Abdelgawad, H., Bustos, D., Duplessis, M., Fiorani, F., & Beemster, G. T. (2016). Screening for drought tolerance of maize hybrids by multi-scale analysis of root and shoot traits at the seedling stage. Journal of Experimental Botany, 67(8), 2453-2466. doi: 10.1093/jxb/erw055

Barbosa, M. R., Silva, M. M. A., Willadino, L., Ulisses, C., & Camara, T. R. (2014). Plant generation and enzymatic detoxification of reactive oxygen species. Ciência Rural, 44(3), 453-460. doi: 10.1590/S0103 -84782014000300011

Bianchi, L., Germino, G. H., & Silva, M. A. (2016). Adaptação das plantas ao déficit hídrico. Acta Iguazu, 5(4), 15-32. doi: 10.48075/actaiguaz.v5i4.16006

Bita, C., & Gerats, T. (2013). Plant tolerance to high temperature in a changing environment: scientific fundamentals and production of heat stress-tolerant crops. Frontiers in Plant Science, 4(273), 1-18. doi: 10.3389/fpls.2013.00273

Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72(1/2), 248-254. doi: 10.1016/0 003-2697(76)90527-3

Carvalho, C. G. P., Ozawa, E. K. M., Amabile, R. F., Godinho, V., Gonçalves, S. L., Ribeiro, J. L., & Seifert, A. L. (2015). Adaptabilidade e estabilidade de genótipos de girassol resistentes a imidazolinonas em cultivos de segunda safra. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 10(1), 1-7. doi: 10.5039/agraria. v10i1a3804

Caverzan, A., Passaia, G., Rosa, S. B., Ribeiro, C. W., Lazzarotto, F., & Margis-Pinheiro, M. (2012). Plant responses to stresses: role of ascorbate peroxidase in the antioxidant protection. Genetics and Molecular Biology, 35(4), 1011-1019. doi: 10.1590/s1415-47572012000600016.

Coelho, C. C. R., Neves, M. G., Oliveira, L. M., Conceição, A. G. C., Okumura, R. S., & Oliveira, C. F., Neto. (2013). Biometria em plantas de milho submetidas ao alagamento. Revista Agroecossistemas, 5(1), 32-38. doi: 10.18542/ragros.v5i1.1408

Golldack, D., Li, C., Mohan, H., & Probst, N. (2014). Tolerance to drought and salt stress in plants: unraveling the signaling networks. Frontiers in Plant Science, 5(151), 1-10. doi: 10.3389/fpls.2014.001 51

Habermann, E., Dias de Oliveira, E. A., Contin, D. R., Delvecchio, G., Viciedo, D. O., Moraes, M. A. de,... Martinez, C. A. (2019). Warming and water deficit impact leaf photosynthesis and decrease forage quality and digestibility of a C4 tropical grass. Physiologia Plantarum, 165(2), 383-402. doi: 10.1111/ ppl.12891

Hasheminasab, H., Assad, M. T., Aliakbari, A., & Sahhafi, S. R. (2012). Influence of drought stress on oxidative damage and antioxidant defense systems in tolerant and susceptible wheat genotypes. Journal of Agricultural Science, 4(8), 20-30. doi: 10.5539/jas.v4n8p20

Heath, R. L., & Packer, L. (1968). Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics, 125(1), 189-198. doi: 10.1016/000 3-9861(68)90654-1

Hendges, F. B., Rambo, C. R., Alcassa, L. P., Liebl, J., Vendruscolo, E. C. G., & Costa, A. (2015). Avaliação enzimática e fisiológica de plântulas de milho submetidas à seca. Revista Brasileira de Energias Renováveis, 4(2), 52-63. doi: 10.5380/rber.v4i2.42287

Hessini, K., Issaoui, K., Ferchichi, S., Saif, T., Abdelly, C., Siddique, K. H., & Cruz, C. (2019). Interactive effects of salinity and nitrogen forms on plant growth, photosynthesis and osmotic adjustment in maize. Plant Physiology and Biochemistry, 139, 171-178. doi: 10.1016/j.plaphy.2019.03.005

Islam, M. R., Xue, X., Mao, S., Ren, C., Eneji, A. E., & Hu, Y. (2011). Effects of water saving superabsorbent polymer on antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in oat (Avena sativa L.) under drought stress. Journal of the Science of Food and Agriculture, 91(4), 680-686. doi: 10.1002/jsfa. 4234

Jiménez-Muñoz, J. C., Mattar, C., Barichivich, J., Santamaría-Artigas, A., Takahashi, K., Malhi, Y., & Van Der Schrier, G. (2016). Record-breaking warming and extreme drought in the Amazon rainforest during the course of El Niño 2015–2016. Scientific Reports, 6(1), 1-7. doi: 10.1038/srep33130

Khan, M. H., & Panda, S. K. (2008). Alterations in root lipid peroxidation and antioxidative responses in two rice cultivars under NaCl-salinity stress. Acta Physiologiae Plantarum, 30(1), 81-89. doi: 10.1007/s117 38-007-0093-7

Khan, Z., & Shahwar, D. (2020). Role of Heat Shock Proteins (HSPs) and heat stress tolerance in crop plants. In Sustainable agriculture in the era of climate change (pp. 211-234). Cham: Springer. doi: 10. 1007/978-3-030-45669-6

Kosar, F., Akram, N. A., Ashraf, M., Ahmad, A., Alyemeni, M. N., & Ahmad, P. (2020). Impact of exogenously applied trehalose on leaf biochemistry, achene yield and oil composition of sunflower under drought stress. Physiologia Plantarum, 172(2), 1-17. doi: 10.1111/ppl.13155

Koussevitzky, S., Suzuki, N., Huntington, S., Armijo, L., Sha, W., Cortes, D.,… Mittler, R. (2008). Ascorbate peroxidase 1 plays a key role in the response of Arabidopsis thaliana to stress combination. Journal of Biological Chemistry, 283(49), 34197-34203. doi: 10.1074/jbc.M806337200

Mafakheri, A., Siosemardeh, A., Bahramnejad, B., Struik, P. C., & Sohrabi, Y. (2011). Effect of drought stress and subsequent recovery on protein, carbohydrate contents, catalase and peroxidase activities in three chickpea ('Cicer arietinum') cultivars. Australian Journal of Crop Science, 5(10), 1255-1260. doi: 10.3316/informit.746357591676684.

Manetti, J., Fº., Oliveira, C. M. G., Caramori, P. H., Nagashima, G. T., & Hernandez, F. B. T. (2018). Cold tolerance of forage plant species. Semina: Ciências Agrárias, 39(4), 1469-1476. doi: 10.5433/1679-035 9.2018v39n4p1469

Marín de la Rosa, N., Lin, C. W., Kang, Y. J., Dhondt, S., Gonzalez, N., Inzé, D., & Falter Braun, P. (2019). Drought resistance is mediated by divergent strategies in closely related Brassicaceae. New Phytologist, 223(2), 783-797. doi: 10.1111/nph.15841

Meena, Y. K., & Kaur, N. (2019). Towards an understanding of physiological and biochemical mechanisms of drought tolerance in plant. Annual Research & Review in Biology, 31(2), 1-13. doi: 10.9734/ARRB/ 2019/v31i230042

Nemati, M., Piro, A., Norouzi, M., Vahed, M. M., Nisticò, D. M., & Mazzuca, S. (2019). Comparative physiological and leaf proteomic analyses revealed the tolerant and sensitive traits to drought stress in two wheat parental lines and their F6 progenies. Environmental and Experimental Botany, 158, 223-237. doi: 10.1016/j.envexpbot.2018.10.024

Nunes, F. H., Jr., Freitas, V. S., Mesquita, R. O., Braga, B. B., Barbosa, R. M., Martins, K., & Gondim, F. A. (2017). Effects of supplement with sanitary landfill leachate in gas exchange of sunflower (Helianthus annuus L.) seedlings under drought stress. Environmental Science and Pollution Research, 24(30), 24002-24010. doi: 10.1007/s11356-017-0047-6

Nxele, X., Klein, A., & Ndimba, B. K. (2017). Drought and salinity stress alters ROS accumulation, water retention, and osmolyte content in sorghum plants. South African Journal of Botany, 108, 261-266. doi: 10.1016/j.sajb.2016.11.003

Ozturk, M., Turkyilmaz Unal, B., García‐Caparrós, P., Khursheed, A., Gul, A., & Hasanuzzaman, M. (2020). Osmoregulation and its actions during the drought stress in plants. Physiologia Plantarum, Special Issue Article, 1-15. doi: 10.1111/ppl.13297

Peixoto, P. H. P., Cambraia, J., Sant’Anna, R., Mosquim, P. R., & Moreira, M. A. (1999). Aluminum effects on lipid peroxidation and activities of enzymes of oxidative metabolism in sorghum. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 11(3), 137-143. Recuperado de https://www.researchgate.net/profile/ Paulo_ Peixoto4/publication/267338431_ALUMINUM_EFFECTS_ON_LIPID_PEROXIDATION_AND_ON_THE_ACTIVITIES_OF_ENZYMES_OF_OXIDATIVE_METABOLISM_IN_SORGHUM/links/544db4960cf2d6347f45cb09.pdf

Pereira, J. W. D. L., Melo, P. D. A., Fº., Albuquerque, M. B., Nogueira, R. J. M. C., & Santos, R. C. (2012). Mudanças bioquímicas em genótipos de amendoim submetidos a déficit hídrico moderado. Revista Ciência Agronômica, 43(4), 766-773. doi: 10.1590/S1806-66902012000400019

Rizhsky, L., Liang, H., Shuman, J., Shulaev, V., Davletova, S., & Mittler, R. (2004). When defense pathways collide. The response of Arabidopsis to a combination of drought and heat stress. Plant Physiology, 134(4), 1683-1696. doi: 10.1104/pp.103.033431

Sousa, C., Pedrosa, E. M., Rolim, M. M., Oliveira, R. A. D., Fº., Souza, M. A. de, & Pereira, J. V. F. (2015). Crescimento e respostas enzimáticas do feijoeiro caupi sob estresse hídrico e nematoide de galhas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 19(2), 113-118. doi: 10.1590/1807-1929/ agriambi.v19n2p113-118

Stringari, J. D., Sacomori, W., Roters, D. F., Oliveira, G. F. de, & Almeida, J. (2019). O efeito da aplicação continuada de dejeto líquido suíno na produção de massa seca da aveia preta. Revista Agroecossistemas, 11(2), 73-81. doi: 10.18542/ragros.v11i2.7388

Tonato, F., Carneiro, B., Pedreira, C. G. S., & Pequeno, D. N. L. (2014). Aveia preta e azevém anual colhidos por interceptação de luz ou intervalo fixo de tempo em sistemas integrados de agricultura e pecuária no Estado de São Paulo. Ciência Rural, 44(1), 104-110. doi: 10.1590/S0103-84782014000100 017

Turner, N. C. (2018). Turgor maintenance by osmotic adjustment: 40 years of progress. Journal of Experimental Botany, 69(13), 3223-3233. doi: 10.1093/jxb/ery181

Wang, Z., Li, J., Lai, C., Wang, R. Y., Chen, X., & Lian, Y. (2018). Drying tendency dominating the global grain production area. Global Food Security, 16, 138-149. doi: 10.1016/j.gfs.2018.02.001

Yang, F., & Miao, L. F. (2010). Adaptive responses to progressive drought stress in two poplar species originating from different altitudes. Silva Fennica, 44(1), 23-37. doi: 10.14214/sf.160

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Publicado

2021-07-02

Como Citar

Sartori, A. V. de S., Oliveira, C. M. G. de, & Zucareli, C. (2021). Mudanças bioquímicas em plantas de aveia preta em resposta ao déficit hídrico sob diferentes temperaturas. Semina: Ciências Agrárias, 42(5), 2685–2702. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2021v42n5p2685

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