Athos Poli Rigui
O aluno Athos Poli Rigui da Silva, bolsista CAPES e PDSE/CAPES, obteve o título de Doutor pelo Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Botânica de São Paulo, em 20 de fevereiro de 2019. Sua tese de doutorado intitulada: “Sinalização do óxido nítrico no metabolismo de frutanos e nas respostas antioxidantes em Lolium perenne L.” teve orientação da Dra. Marília Gaspar e co-orientação da Dra. Maria Angela Machado de Carvalho.
A banca examinadora foi composta pela Dra. Marília Gaspar (IBt), Dra. Moemy Gomes de Moraes (UFG), Dra. Ione Salgado (IBt), Dr. André Luis Wendt dos Santos (USP) e Dra. Márcia Regina Braga (IBt).
Sinalização do óxido nítrico no metabolismo de frutanos e nas respostas antioxidantes em Lolium perenne L.
ABSTRACT
Nitric oxide (NO), a reactive nitrogen species, is a signaling molecule in plant development, as well as in responses to biotic and abiotic stresses. These conditions trigger an oxidative stress, which can be minimized by applying low concentrations of exogenous NO, that modulates the activity of antioxidant enzymes through S-nitrosylation. Fructans are reserve carbohydrates with an important role in cold and drought tolerance by converting high polymerization fructans into oligosaccharides that act as osmoregulators, membrane protectors and antioxidant compounds. The interaction among NO and fructan metabolism there is a lack of discussion considering the role of these carbohydrates in tolerance to different environmental stresses and the role of NO as modulator of the activity of stress related enzymes. This work aimed to evaluate the responses of Lolium perenne, a fructan accumulator, to treatment with an NO donor solution (S-nitrosoglutathione, GSNO) under physiological conditions and under water deficit, in order to identify the predominant antioxidant route used by the plant: fructan metabolism or the enzymatic antioxidant system. We evaluated growth parameters and the activities and expressions of antioxidant and fructan metabolism enzymes. Plant growth was not affected by any of the applied treatments. Fructan metabolism enzymes, as well as the related genes, seemed to be regulated by water deficit treatment as well as GSNO and the reduced glutathione (GSH), used as control treatment, although these adjustments may occur by other routes previously regulated by such treatments. In contrast, generally responses of increased activities and the expression of genes related to the antioxidant metabolism are consistent with that has been described for other grasses under water deficit, as well as the regulation of NO expression and activity. Therefore, in response to water deficit, young plants of L. perenne were tolerant to water stress, reducing the ROS content, due to the increase in synthesis and accumulation of fructan and GSH.
Key words: Carbohydrates metabolism, S-nitrosylation, stress signaling, water deficit.
RESUMO
O óxido nítrico (NO), uma das espécies reativas de nitrogênio, é uma molécula sinalizadora no desenvolvimento de plantas, bem como em respostas a estresses bióticos e abióticos. Essas condições desencadeiam um estresse oxidativo, que pode ser minimizado pela aplicação de baixas concentrações de NO exógeno, que modula a atividade de enzimas antioxidantes por meio da S-nitrosilação ou e a expressão de genes relacionados. Os frutanos são carboidratos de reserva com um papel importante na tolerância ao frio e à seca, através da conversão de frutanos de alto grau de polimerização em oligossacarídeos que atuam como osmorreguladores, protetores de membrana e compostos antioxidantes. A interação entre o NO e o metabolismo de frutanos é pouco discutida considerando o papel desses carboidratos na tolerância a diferentes estresses ambientais e o papel do NO como modulador da atividade de enzimas relacionadas à condições de estresse. Este trabalho teve por objetivo avaliar as respostas de plantas de Lolium perenne, espécie acumuladora de frutanos, tratadas com solução doadora de NO (S-nitrosoglutationa, GSNO) em condições fisiológicas e sob déficit hídrico, visando identificar qual a via preferencial de resposta ao estresse: o metabolismo de frutanos ou o sistema antioxidante enzimático. Foram analisados parâmetros de crescimento, atividade e expressão das enzimas do metabolismo de frutanos e antioxidante. O crescimento não foi afetado por nenhum tratamento. As enzimas do metabolismo de frutanos, bem como os genes relacionados, parecem ser regulados em condição de estresse hídrico e também pelo tratamento com GSNO e com a glutationa reduzida (GSH), utilizada como controle, embora estas regulações possam ocorrer por outras vias previamente reguladas por tais tratamentos. Em contrapartida, em geral, as respostas de aumento da atividade e expressão dos genes do metabolismo antioxidante são condizentes com o descrito para outras gramíneas sob déficit hídrico, bem como a regulação da expressão e da atividade por NO. Portanto, plantas jovens de L. perenne var AberAvon se mostraram resistentes ao estresse hídrico diminuindo o teor de ROS graças ao aumento da síntese e acúmulo de frutanos e GSH.
Palavras chave: Déficit hídrico, metabolismo de carboidratos, S-nitrosilação, sinalização de estresse.
Athos Poli Rigui
Sinalização do óxido nítrico no metabolismo de frutanos e nas respostas antioxidantes em Lolium perenne L.
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