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Type: Dissertação
Title: Priming com ácido salicílico como estratégia de atenuação dos efeitos deletérios da salinidade em plântulas de arroz
Title in English: Priming with salicylic acid as a strategy to mitigate the deleterious effects of salinity on rice seedlings
Authors: Nobre, Geovane Damasceno
Advisor: Filho, Enéas Gomes
Keywords in Brazilian Portuguese : Ácido salicílico;Estresse salino;Germinação e estabelecimento da plântula;Metaboloma;Oryza sativa L.;Priming de sementes
Keywords in English : Salicylic acid;Salt stress;Germination and seedling establishment;Metabolome;Oryza sativa L.;Seed priming
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Issue Date: 2024
Citation: NOBRE, Geovane Damasceno. Priming com ácido salicílico como estratégia de atenuação dos efeitos deletérios da salinidade em plântulas de arroz. 2024. 85 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: A salinidade é um estresse abiótico que prejudica fortemente o crescimento e desenvolvimento das plantas, principalmente em regiões áridas e semiáridas. No caso do arroz (Oryza sativa L.), o terceiro cereal mais produzido no mundo, essa forma de estresse pode comprometer gravemente os processos de germinação e estabelecimento das plântulas, o que justifica a necessidade de aprimoramento de técnicas que objetivem aumentar sua capacidade de aclimatação à salinidade. Como estudos têm mostrado que o condicionamento fisiológico (priming) pode tornar as culturas mais tolerantes aos estresses ambientais, no presente trabalho, testou-se a hipótese de que o priming com ácido salicílico (AS), pode atuar na mitigação dos efeitos deletérios gerados pela salinidade durante o estabelecimento de plântulas de arroz, cv SCSBRS 113, e que isso ocorre devido a alterações metabólicas capazes de favorecer a homeostase osmótica, iônica e redox. O trabalho foi conduzido em duas etapas. Na primeira, realizou-se um screening empregando-se AS nas concentrações de 0, 0,125, 0,25, 0,5, 1,0 e 2,0 mM como priming das sementes de arroz. Este experimento foi conduzido com cinco repetições de 50 sementes, que foram semeadas por dez dias em condições salinas (NaCl 80 mM), para que, por meio de análises dos parâmetros de germinação (primeira contagem de germinação, percentagem de sementes germinadas, índice de velocidade de germinação e tempo médio de germinação) e de crescimento das plântulas (comprimentos da parte aérea e raiz, massas frescas e secas da parte aérea e raízes), fosse determinada a concentração de AS mais adequada para o priming das sementes. Pelo fato da concentração de 2,0 mM de AS ter sido a que promoveu os maiores valores nas variáveis de germinação e, principalmente nas de crescimento das plântulas, essa concentração foi a selecionada para a etapa seguinte. Na segunda etapa, o experimento foi conduzido de maneira inteiramente casualizada, com quatro tratamentos, constando de duas concentrações de AS (0 e 2,0 mM) e duas de NaCl (0 e 80 mM) formando um fatorial 2 x 2. Os resultados apontaram que o estresse salino afetou negativamente o equilíbrio iônico e redox das plântulas, contudo, nas que tiveram suas sementes previamente submetidas ao priming com AS, houve uma melhoria na relação K+ /Na+ , na resposta antioxidante da enzima catalase e na atividade da enzima fenilalanina amônia liase. Nessas plântulas, também, foram menores o potencial osmótico, o extravasamento de eletrólitos e os conteúdos de malondialdeído e de peróxido de hidrogênio (H2O2). Por meio de GC/MS, determinou-se o conteúdo endógeno de AS, que foi significativamente aumentado nas plântulas provenientes de sementes submetidas ao priming com AS. Através de análises do perfil metabólico da parte aérea e raízes (metabolôma), constatou-se que o priming com AS 2,0 mM favoreceu, por exemplo, o incremento nos teores de prolina e asparagina na parte aérea das plântulas de arroz, sugerindo uma possível melhora no ajustamento osmótico e na toxicidade gerada pela salinidade. Além disso, o priming com AS causou aumentos nos teores relativos de compostos fenólicos: ácido quínico, ácido caféico e quercitina, bem como em ácido ascórbico, metabólitos fundamentais para a regulação do estado redox das plantas. Por fim, o priming das sementes com AS 2,0 mM contribuiu para a mitigação dos danos desencadeados pela salinidade, provocando alterações metabólicas favoráveis à manutenção do equilíbrio iônico, osmótico e redox das plântulas de arroz.
Abstract: Salinity is an abiotic stress that affects plant growth and development, especially in arid and semi-arid regions. In the case of rice (Oryza sativa L.), the third most-produced cereal in the world, this condition can seriously compromise the germination and seedling establishment processes, which justifies the need to improve techniques aimed to increase its ability to acclimatize to salinity. As studies have shown that physiological conditioning can make crops more tolerant to environmental stresses. Hence, this study tested the hypothesis that seed priming with salicylic acid (SA) act to mitigate the harmful effects of salinity during the rice seedlings establishment by metabolic changes capable of favoring osmotic, ionic and redox homeostasis. The First, a screening evaluated SA at concentrations of 0, 0.125, 0.25, 0.5, 1.0, and 2.0 mM as a priming agent for rice seeds sown under saline conditions (80 mM NaCl). The treatments were composed by five replicates comprised by 50 seeds each. The germination parameters and seedling growth analysis selectedthe most suitable AS concentration for seed priming. The results showed that 2.0 mM concentration of SA promoted the highest values in the germination variables and, above all, in the seedling growth variables. Next, the second experiment consisted by four treatments comprising two concentrations of SA (0 and 2.0 mM) and two of NaCl (0 and 80 mM) arranged in a 2 x 2 factorial scheme conducted and a completely randomized design. Overall, salt stress negatively affected the ionic and redox balance of the seedlings. However, in those whose seeds had been previously SA-primed, there was an improvement in the K+ /Na+ ratio, in antioxidant response though catalase enzyme, and SA path via phenylalanine ammonia-lyase enzyme. Additionally, osmotic potential, electrolyte leakage, and malondialdehyde and hydrogen peroxide (H2O2) contents were also lower in these seedlings. The GC/MS technique quantified the endogenous SA content, which significantly increased in the seedlings from SA-primed seeds. Through metabolic profile analysis of the shoot and roots (metabolome) of seedlings, SA-priming favored, for example, an increase in the levels of proline and asparagine in the shoots , suggesting a possible improvement in osmotic adjustment and the toxicity generated by salinity. In addition, priming with SA caused increases in the relative levels of phenolic compounds, including quinic acid, caffeic acid, and quercetin, as well as ascorbic acid, which corroborate the redox state of seedlings. Finally, priming the seeds with 2.0 mM SA helped to mitigate the toxicity caused by salinity, causing metabolic changes favorable to maintaining the ionic, osmotic, and redox balance of the rice seedlings.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76286
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/9019383404586310
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3716378739140249
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DBBM - Dissertações defendidas na UFC

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