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Scientia Agricola

Print version ISSN 0103-9016

Sci. agric. vol.56 n.1 Piracicaba  1999

http://dx.doi.org/10.1590/S0103-90161999000100004 

POLIAMINAS E ATIVIDADE DA PEROXIDASE EM FEIJÃO (Phaseolus vulgaris L.) CULTIVADO SOB ESTRESSE SALINO

 

Giuseppina Pace Pereira Lima1,*; Oswaldo Galvão Brasil1; Antonio Marinho de Oliveira2
1Depto. de Química-IB/UNESP, CEP: 18608-000 - Botucatu, SP.
2Depto. de Biologia-UNITAU, CEP: 12020-270 - Taubaté, SP.
*e-mail: gpplima@laser.com.br

 

 

RESUMO: O teor de poliaminas (putrescina, espermidina e espermina) e a atividade enzimática da peroxidase (EC 1.11.1.7) foram determinados em plantas de Phaseolus vulgaris L. cv Carioquinha, após terem sido submetidas a estresse salino (50 e 100 mM de NaCl). Foram observadas alterações nos teores das poliaminas, principalmente putrescina, que aumentou com o tempo e a concentração de NaCl. Também ocorreu aumento na atividade da peroxidase em ambas concentrações de NaCl utilizadas. Os resultados mostraram alterações no metabolismo de poliaminas e peroxidases nas plantas de feijão cultivadas em meio salino.
Palavras-chave: poliaminas, peroxidase, feijão, NaCl

 

POLYAMINES AND PEROXIDASE ACTIVITY IN BEAN (Phaseolus vulgaris L.) GROWN UNDER SALINE STRESS

ABSTRACT: Putrescine, spermidine and spermine contents and peroxidase activity (EC 1.11.1.7) were determined in plants of Phaseolus vulgaris L. cv Carioquinha submitted to saline stress (50 and 100 mM NaCl). Changes were observed in polyamine contents, mainly in putrescine. Increase in peroxidase activity also occurred with NaCl concentration, for both concentrations used. The results showed alterations in the polyamines contents and peroxidase activity in plants of Phaseolus vulgaris grown under salinity.
Key words: polyamines, peroxidase, beans, NaCl

 

 

INTRODUÇÃO

Alta salinidade do solo é um sério problema que ocorre em várias regiões do Brasil, causados principalmente pelos sais de sódio, em particular pelo cloreto de sódio (NaCl) com efeitos injuriantes aos vegetais. As respostas das plantas a esta condição envolve alterações em vários processos fisiológicos e bioquímicos. De acordo com Greenway & Munns (1980) plantas expostas a altos níveis de salinidade usualmente respondem por osmoregulação dentro da célula, devido ao aumento da absorção de íons. A adaptação das plantas a estas condições pode depender de um aumento de solutos orgânicos específicos (osmoregulação) ou à habilidade de prevenir o acúmulo dos sais no citoplasma. Diversos estudos sugerem que altos teores de sais, induzem alterações no metabolismo de proteínas (hidrólise) (Chandrashekar & Sandhyarani, 1996), nos níveis de poliaminas, principalmente putrescina e cadaverina, alterações na atividade de enzimas como a peroxidase, além de outras macromoléculas (Broetto, 1995).

Vários pesquisadores relatam que mudanças nos níveis da diamina putrescina e das poliaminas espermidina e espermina, podem ser parte integral dos mecanismos de resposta à senescência, estresse salino e osmótico, deficiência mineral, etc. (Flores, 1990; Galston et al., 1997).

O efeito do estresse salino pode provocar um estímulo ou inibição de enzimas envolvidas nos processos metabólicos como a peroxidase (EC 1.11.1.7). As peroxidases são isoenzimas associadas a mudanças nos processos fisiológicos de plantas submetidas a estresses (Gaspar et al., 1985). Mittal & Dubey (1991) relataram que ocorreu aumento da atividade da peroxidase em plantas cultivadas em estresse salino. Observações semelhantes foram feitas por Sahu & Mishra (1987), os quais verificaram ainda diminuição do teor de proteínas.

Desde que as poliaminas e as peroxidases podem ser consideradas hipoteticamente como marcadores bioquímicos que mostram a resistência dos vegetais à fatores abióticos, o objetivo do presente trabalho foi o de verificar alterações nos níveis de poliaminas e na atividade da peroxidase em plantas de feijão cultivadas em diferentes concentrações de NaCl.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Sementes de feijão (Phaseolus vulgaris cv. Carioquinha), após terem sido desinfestadas com hipoclorito de sódio 1% e lavadas várias vezes em água destilada, foram semeadas em vermiculita. Após 10 dias, as plântulas com suas raízes lavadas em água destilada, foram transplantadas para vasos contendo solução nutritiva (solução no 2 de Hoagland & Arnon, 1950), suplementadas ou não com NaCl (50 e 100 mM) e mantidas durante a fase experimental em casa-de-vegetação. O controle não recebeu adição do sal. No dia do transplante foi realizada a primeira coleta; as outras subsequentes, aos 4 e 8 dias. As partes aéreas de 3 plantas de cada tratamento foram utilizadas para análises do teor de poliaminas, proteínas solúveis e atividade da peroxidase.

Quantificação do teor de poliaminas: As poliaminas foram determinadas nas folhas seguindo a técnica proposta por Flores & Galston (1982). Amostras previamente pesadas, foram homogeneizadas em ácido perclórico 5% gelado (100 mg/mL), deixadas por 1 hora em banho de gelo e centrifugadas a 12.100 x g por 20 minutos. O sobrenadante contendo poliaminas livres foi usado para dansilação. Cloreto de dansila (5-[diametilamino] naftaleno 1-sulfonil (cloreto)) - Sigma; 400 ml de uma solução de 5 mg/mL acetona e 200 ml de Na2CO3 saturado, foram adicionados a 200 ml do sobrenadante. Após agitação, a mistura foi deixada a temperatura ambiente, no escuro, por 16 horas. Prolina (100 ml - 100 mg/ mL de água) foi adicionada e a mistura incubada por 30 minutos a temperatura ambiente, no escuro. As poliaminas foram extraídas com 500 ml de benzeno e a fase orgânica foi usada para determinação por cromatografia de camada delgada, em placas recobertas por sílica gel 60G (Merck). Como fase móvel utilizou-se clorofórmio-trietilamina (25:2 v/v). Quantidades conhecidas de padrões de poliaminas foram dansiladas e cromatografadas da mesma maneira. A determinação quantitativa das poliaminas foi realizada em densitômetro (Helena). Os teores de poliaminas livres foram expressos em nmol/g matéria fresca.

Determinação da atividade da peroxidase: Amostras da parte aérea foram homogeneizadas em tampão fosfato de potássio 0,2 M, pH 6,7 e centrifugadas a 12.100 x g, por 10 minutos a 4oC. O sobrenadante foi usado para determinação da atividade da peroxidase pelo método de Allain et al. (1974). A leitura foi feita em 505 nm. A atividade da enzima foi expressa em mmol de H2O2 consumido/min.mg de proteína.

Determinação do teor de proteínas solúveis: A determinação foi realizada de acordo com o método de Bradford (1976) utilizando o extrato obtido para determinação da atividade da peroxidase. Como padrão, utilizou-se caseína. A leitura foi feita em 595 nm, sendo o teor de proteínas expresso em mg/g de matéria fresca.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A exposição de plântulas de feijoeiro de 10 dias de idade à diferentes concentrações de NaCl (50 e 100 mM), resultou em alterações nos níveis de poliaminas (TABELA 1). A variação entre os teores de putrescina observados entre as plantas controle e àquelas expostas ao sal entre a segunda e terceira coletas, foi semelhante as observações de Basu & Gosh (1991), ocorrendo aumento do teor de putrescina na presença de NaCl. O teor de espermidina também mostrou aumento, mas menos acentuado do que aqueles observados para putrescina. Os teores de espermina, se mostraram em níveis de traços, com exceção do controle na segunda e terceira coletas e no tratamento 50 mM de NaCl.

 

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Sais em altas concentrações na solução externa são absorvidos em grandes quantidades pelas plantas, podendo se acumular nos tecidos. Estes íons podem inibir a absorção de outros íons pelas raízes (K e Ca) e seu transporte pelo xilema, provocando eventuais deficiências (Cramer et al., 1991). Flores & Galston (1984) relataram que em folhas de diversos cereais cultivados sob altos teores de sais, ocorria acúmulo de putrescina e isto se devia a um mecanismo de adaptação das plantas para regular a perda de água, em resposta ao acúmulo de sais no citoplasma, criando assim, um estresse.

Basu & Gosh (1991) afirmaram que um desbalanço iônico dentro da célula seria um fator que promoveria o acúmulo de putrescina. Este acúmulo de sais devido à salinidade poderia resultar numa falta de potássio (Rossi et al., 1997), e é sabido que deficiência desse elemento leva a um aumento nos níveis de putrescina (Wink, 1997). Outro elemento que é afetado por altos teores de NaCl é o Ca, que de acordo com Smith (1973) e Lima (1994) podem também ocasionar variações nos níveis de putrescina, promovendo seu aumento podendo assim, provocar variações nos níveis de putrescina, como encontrado no presente trabalho.

A relação putrescina/espermidina + espermina é geralmente correlacionada com o alongamento celular, principalmente em "seedlings". Parece que a transformação de putrescina para espermidina é importante no controle da divisão celular (Galston & Kaur-Sawhney, 1995). Dessa forma, a alta relação pode indicar menor crescimento. Nesse estudo, nota-se que essa relação aumenta com o aumento da concentração salina, a qual promoveu redução no crescimento. As plântulas mantidas sob efeito do NaCl apresentaram-se menores quando comparadas com o controle; aquelas mantidas em 100 mM de NaCl apresentaram folhas enrugadas, com sinais visíveis de clorose seguida de necrose, mostrando dessa forma injurias severas devido à salinidade.

Pela TABELA 2, nota-se que o teor de proteínas solúveis foi afetado pelos níveis de NaCl utlizados na solução nutritiva na terceira coleta. Resultados semlhantes podem ser encontrados nos trabalhos de Chandrashekar & Sandhyarani (1996) onde os autores afirmam que os níveis de proteínas podem ser tomados como indicação da influência da salinidade no crescimento de plantas e relatam que o teor de proteínas solúveis em Crotalaria mantidas em meio não salino, foi maior que aqueles mantidos sob efeito de NaCl. Sahu & Mishra (1987) relataram que altas concentracões de sal no meio, podem promover diminuição no teor de proteínas solúveis, também havendo variações nos teores de aminoácidos livres. Melander & Horvath (1977) afirmaram que a diminuição no nível de proteínas poderia ser resultante da hidrólise protéica e/ou inibição da síntese. De acordo com Navari-Izzo et al. (1990) a hidrólise de proteínas poderia contribuir para o ajuste osmótico, uma vez que um maior teor de aminoácidos livres poderia ser importante mecanismo de tolerância a seca.

 

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Por outro lado, a síntese específica de alguns polipeptídeos pode ser estimulada (Singh et al., 1985). Assim, como se observa na TABELA 2, para atividade da peroxidase, nas segundas e terceiras coletas após a incubação das plantas em NaCl (50 e 100 mM), ocorreu aumento da atividade da enzima. Estes resultados são concordantes com os relatos de diversos autores (Sahu & Mishra, 1987; Mittal & Dubey, 1991), os quais relataram também aumento na atividade da peroxidase em plantas cultivadas em meio salino.

A variação observada na atividade da peroxidase pode ser uma adaptação do tecido vegetal à condição proposta (Gaspar et al., 1985), pois é conhecido que ocorre aumento da oxidação dos lipídeos da membrana sob condições de estresse; o aumento da atividade da peroxidase devido a salinidade poderia indicar um papel protetor da enzima contra o estresse. A peroxidase agiria como uma barreira contra o efeito detrimental do estresse pela quebra de substâncias tóxicas geradas como peróxidos, fenólicos, etc. (Dhindsa & Matawe, 1981; Gangopadhyay et al., 1996). Srivastava et al. (1995) afirmaram que a alta atividade da peroxidase em plantas mantidas em estresse salino, poderia indicar um grau mais elevado do metabolismo oxidativo nestas células.

 

CONCLUSÃO

Houve alterações no metabolismo de poliaminas, principalmente no de putrescina e na atividade da peroxidase em resposta à condição de salinidade onde as plantas foram cultivadas.

 

AGRADECIMENTOS

Às funcionárias do Departamento de Química e Bioquímica, Instituto de Biociências, UNESP, Câmpus de Botucatu, Vânia Aparecida de Oliveira, Auxiliar Acadêmica, pelo auxílio nas análises de laboratório e à Secretária Claudete Ezias Grassi, pela digitação do trabalho .

 

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Recebido para publicação em 10.07.97
Aceito para publicação em 19.05.98