Juliana Kuroiva Zerlin
No dia 30 de junho de 2015, a mestra Juliana Kuroiva Zerlin (bolsista PNADB/CAPES), aluna do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Botânica de São Paulo (IBt), defendeu sua tese de doutorado intitulada: “Mecanismos de proteção de Sesbania virgata (Cav.) Pers. contra espécies reativas de nitrogênio e oxigênio”. Este trabalho foi orientado pela Dra. Marília Gaspar (IBt) e co-orientado pela Dra. Kelly Simões (IBt).
A tese foi avaliada pela banca examinadora composta pela Dra. Marília Gaspar (IBt), Dra. Catarina Carvalho Nievola (IBt), Dra. Claudia Maria Furlan (USP), Dr. Halley Caixeta de Oliveira (UEL) e Dr. Luciano Freshi (USP).
Foto da defesa de doutorado com a banca e a discente: Dr. Halley Caixeta de Oliveira (UEL), Dra. Claudia Maria Furlan (USP), Juliana Kuroiva Zerlin (discente), Dra. Marília Gaspar (IBt), Dra. Kelly Simões (IBt), Dr. Luciano Freshi (USP) e Dra. Catarina Carvalho Nievola (IBt).
Neste trabalho, avaliamos os mecanismos de proteção ativos após fumigação com NO exógeno em sementes de S. virgata.
Os resultados indicaram que S. virgata apresenta tolerância a altas concentrações de NO devido à presença de mecanismos de defesa antioxidante, como: a presença de um tegumento impermeável, a exsudação de (+)-catequina que tem a capacidade de sequestrar parte do NO e a ativação de um sistema antioxidante eficiente. Em conjunto, estes mecanismos contribuem para o sucesso do estabelecimento de S. virgata, mesmo em ambientes considerados inóspitos para muitas espécies.
Mecanismos de proteção de Sesbania virgata (Cav.) Pers. contra espécies reativas de nitrogênio e oxigênio
RESUMO
Exsudatos de sementes contêm diversas substâncias que auxiliam a germinação e estabelecimento da plântula no ambiente, podendo contribuir para o comportamento invasivo de algumas espécies. Sementes de Sesbania virgata exsudam grande quantidade de açúcares e proteínas durante a germinação, o que as torna muito atrativas ao ataque de microrganismos. Entretanto, essas sementes também exsudam substâncias com atividade antifúngica e fitotóxica, como a sesbanimida e a (+)-catequina, sendo estes os principais compostos exsudados durante a germinação. Diversos compostos são capazes de induzir a produção de metabólitos secundários em plantas, como o óxido nítrico (NO), espécie reativa de nitrogênio (RNS) produzida em resposta ao estresse abiótico, ataque de patógenos e eliciadores fúngicos. O NO sintetizado também atua na proteção contra o estresse oxidativo, por modulação das enzimas antioxidantes e/ou por sequestro direto de espécies reativas de oxigênio (ROS). Tendo em vista que o NO tem sido relatado como um indutor de resposta de defesa em plantas e que sua interação com ROS parece amplificar estas respostas, essa interação poderia modular o potencial antifúngico e alelopático de S. virgata e interferir no comportamento invasor desta espécie. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito do NO exógeno sobre a composição e a atividade biológica dos exsudatos de sementes de S. virgata, assim como a relação entre as RNS e ROS durante a germinação e o desenvolvimento inicial destas sementes. Sementes embebidas em água destilada e fumigadas por 12 horas com ar comprimido puro (controle) ou 60 ppm de NO gasoso (tratado), tiveram seus exsudatos coletados durante a embebição e foram dissecadas em cotilédones e raízes. A fumigação com NO não afetou a taxa de germinação e o desenvolvimento das plântulas e não alterou a exsudação de proteínas, flavonoides totais, açúcares totais e redutores. Porém, este tratamento promoveu uma redução no conteúdo de fenóis totais, taninos condensados e catequina dos exsudatos. A análise de sequestro de NO in vitro indicou que a catequina comercial e os exsudatos apresentam potencial de sequestro de NO, o que sugere ligação do NO à catequina durante o processo de fumigação. No entanto, essa ligação não diminuiu o potencial biológico dos exsudatos, tendo em vista que os efeitos fitotóxicos sobre plântulas de Arabidopsis thaliana e Oryza sativa e a atividade antifúngica contra Cladosporium cladosporioides foram mantidos. Os dados de localização in situ e de quantificação in vitro do NO indicaram teores similares dessa substância em raízes e cotilédones de sementes fumigadas com NO ou ar comprimido, assim como ausência de modulação da atividade da enzima S-nitrosoglutationa (GSNOR), sugerindo ausência de estresse nitrosativo. O tratamento com NO promoveu um aumento nos teores de peróxido de hidrogênio (H2O2), com consequente estímulo da atividade das enzimas antioxidantes ascorbato peroxidase (APx), catalase (CAT) e glutationa redutase (GR). Apesar da indução do sistema de defesa antioxidante, o aumento no conteúdo de malondialdeido (MDA) indica maior peroxidação lipídica nos tecidos tratados com NO. Em conjunto, os dados obtidos neste trabalho sugerem que a catequina, além de inibir o crescimento de espécies competidoras, é um mecanismo de proteção de S. virgata contra o estresse nitrosativo. Esse aleloquímico, em conjunto com a exsudação de outros compostos bioativos, a presença de altos teores de carboidratos de reserva e um eficiente sistema antioxidante, contribuem para o sucesso do estabelecimento de S. virgata, mesmo em ambientes considerados inóspitos para muitas espécies.
Palavras Chaves: Óxido nítrico, catequina, metabolismo antioxidante, alelopatia.
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