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TÍTULO: MELHORIA DA GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE SOJA SOB ESTRESSE SALINO ATRAVÉS DO AUMENTO DA ATIVIDADE DA ENZIMA PEROXIDASE
TÍTULO:
CATEGORIA: CONCLUÍDO CATEGORIA:
ÁREA: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SAÚDE ÁREA:
SUBÁREA: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS SUBÁREA:
INSTITUIÇÃO: UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO INSTITUIÇÃO:
AUTOR(ES): LUANA DARÉ AUTOR(ES):
ORIENTADOR(ES): ANA CATARINA CATANEO ORIENTADOR(ES):
1. RESUMO
O presente estudo teve como objetivo analisar o efeito do inseticida Cruiser® (TMX - thiamethoxam) em associação com Ácido ascórbico (ASC) na germinação de sementes de soja (Glycine max L.) submetidas a condições de estresse por salinidade. Constou de quatro experimentos. No primeiro experimento, foi avaliada a germinação de sementes de soja tratadas com as seguintes doses de TMX: 0, 25, 50, 100 e 150 e 200 mL f.p./100 kg de sementes. No segundo experimento foi escolhida a dose de TMX que proporcionou o maior incremento da germinação. Para o tratamento das sementes foi utilizado esta dose de TMX associado com as seguintes doses de ASC: 0, 20, 40 e 60 mol.L-1. No terceiro experimento foi escolhida a dose da associação de TMX + ASC onde foi detectado o maior aumento da germinação. As sementes tratadas com esta associação foram submetidas à germinação em condições de salinidade pela utilização de solução de NaCl de diferentes concentrações: 0; 25; 50; 100 e 150 mmol.L-1. Para a execução do quarto experimento, foi escolhida a concentração de NaCl onde foi detectado as maiores diferenças entre o tratamento da associação de TMX + ASC e controle, obtidos nos experimentos anteriores. Foram coletadas amostras das sementes de soja para a determinação da atividade da enzima peroxidase. Após a realização dos experimentos concluiu-se que a utilização de Ácido ascórbico em associação com o Thiamethoxam pode ser empregado no tratamento de sementes de soja, a fim de minimizar os efeitos negativos da salinidade sobre o processo germinativo, principalmente no início da germinação. Tal efeito é decorrente do aumento da atividade da peroxidase, que elimina o peróxido de hidrogênio, um tipo de espécie reativa de oxigênio, prevenindo as células do estresse oxidativo.
2. INTRODUÇÃO
O Cruiser® (TMX - thiamethoxam), desenvolvido e registrado pela Syngenta, é um inseticida cloronicotinil, pertencente à classe dos neonicotinóides, para tratamento de sementes e apresenta controle residual longo, para um amplo espectro de insetos mastigadores e sugadores presentes em sementes, solo e folhas. O TMX age por contato e ingestão e o inseto pára de comer dentro de 24 h após o contato com o inseticida. O modo primário de ação envolve a interferência com, ou por ligação a receptores nicotínicos da acetilcolina (Maienfisch et al., 2001). Por ser sistêmico nos tecidos das raízes, caules e folhas, proporciona proteção às sementes
e folhas durante várias semanas após o plantio (Kuhar et al., 2002). Surpreendentemente, foi constatado que o tratamento de sementes de soja com o TMX resulta num “stand” mais uniforme, vigoroso e produtivo. Este efeito fica mais evidente quando as plantas estão sob condições de estresses ambientais (Syngenta, Comunicação pessoal, 2006). O TMX usado no tratamento de sementes de soja acelera a germinação e reduz o efeito negativo do estresse induzido por deficiência hídrica (Cataneo et al., 2010; 2011). Em condições de estresses abióticos, a germinação de sementes e o desenvolvimento das plântulas de culturas são negativamente afetados por estresses abióticos, como deficiência hídrica (Passioura, 1988; Soltani et al., 2006), elevadas concentrações de formas solúveis de alumínio (Echart & Cavalli-Molina, 2001; Rout et al., 2001), além de salinidade (Luo et al., 2005; Khan et al., 2006; Athar et al., 2008). O estresse salino causa um número de alterações no metabolismo da planta. Dentre estes, a toxicidade do íon, estresse osmótico e produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) são os mais proeminentes (Mittler, 2002). Uma característica comum de diversos tipos de estresses é a produção aumentada de ERO, que são geralmente consideradas prejudiciais às células das plantas (Alscher et al., 1997; Richards et al., 1998). As ERO incluem radicais superóxido (O2) e hidroxila (OH), peróxido de hidrogênio
(H2O2) e oxigênio singleto (1O2). Há evidências que a produção aumentada de ERO
sob adversidades ambientais podem induzir estresse oxidativo nas plantas, como situações de deficiência hídrica (Alscher et al., 1997), excessivas concentrações de alumínio nos solos (Tamás et al., 2004) e salinidade (Rios-Gonzalez et al., 2002; Bor et al., 2003).A produção de ERO é limitada ou eliminada por um sistema antioxidante incluindo compostos antioxidantes, como ácido ascórbico (vitamina C), ácido salicílico, glutationa, tocoferóis, etc. (Foyer & Noctor, 2003). Tem sido detectado que o pré-tratamento das sementes com ácido ascórbico, diminui os efeitos negativos da salinidade sobre a germinação (Khan et al., 2006; Athar et al., 2008). Além desta função, o Ácido ascórbico aumenta o vigor de sementes (Burguieres et al., 2007) por agir na expansão e divisão da parede celular (Smirnoff, 2000; Conklin, 2001) e estimulação indireta da biossíntese de prolina (Shetty, 1997; Shetty & Wahlqvist. 2004). Sob situações de estresse, fazendo parte do sistema antioxidante, tem-se a enzima peroxidase (POD) (Foyer & Noctor, 2003; Alves et al., 2005; Cataneo et al., 2005; Ferreira et al., 2010).
As POD desempenham um importante papel na biossíntese da parede celular, mas também estão envolvidos nas respostas ao estresse. Outras funções associadas a esta enzima, são a lignificação da parede celular, oxidação do ácido indol acético e do etileno e participação no processo de dormência das sementes, sendo que em alguns casos o seu efeito pode ser acentuado quando associado a fatores bióticos e abióticos (Bewley & Black, 1994).
3. OBJETIVO
O presente estudo teve como objetivo avaliar a atividades da enzima peroxidase, em sementes tratadas com o inseticida Cruiser® (TMX - thiamethoxam) em associação com Ácido ascórbico (ASC) na proteção da semente de soja (Glycine max L.) submetidas a condições de estresse por salinidade.
4. METODOLOGIA e DESENVOLVIMENTO
Os experimentos foram realizados no Laboratório de Xenobióticos do Departamento de Química e Bioquímica, Instituto de Biociências, UNESP, Botucatu, SP. Foram quatro experimentos, mantidos em câmara de germinação a 25°C, sem fotoperíodo. As sementes de soja (Glycine max L.) foram germinadas em rolos de papel de germinação “germitest” umedecidos com água destilada ou com soluções de NaCl de diferentes concentrações. As avaliações de germinação foram realizadas aos 1°,2°,3° e 7° dias após a instalação do experimento. Na última avaliação foi determinado o peso da matéria fresca e peso da matéria seca das radículas. Para cada experimento foi adotado o delineamento experimental inteiramente casualizado, com 4 repetições de 25 sementes. Os resultados foram submetidos à análise de variância pelo teste de Tukey a 5 % de probabilidade. No primeiro experimento, foi avaliada a germinação de sementes de soja tratadas com as seguintes doses de TMX: 0, 25, 50, 100 e 150 e 200 mL f.p./100 kg de sementes. No segundo experimento a dose de TMX que apresentou melhor desempenho no primeiro experimento foi associada com as seguintes doses de ASC: 0, 20, 40 e 60
mol.L-1. No terceiro experimento foi escolhida a dose da associação de TMX + ASC com maior aumento da germinação. As sementes tratadas com esta associação foram submetidas à germinação em condições de salinidade pela utilização de solução de NaCl de diferentes concentrações: 0;25;50;100 e 150 mmol.L-1. Para a execução do quarto experimento, foi escolhida a concentração de NaCl onde foi detectado as maiores diferenças entre o tratamento da associação de
TMX+ASC e controle (ausência de NaCl), obtidos nos experimentos anteriores. Foram coletadas amostras das radículas no período de 24h de embebição para a determinação das atividades da enzima peroxidase (POD). A determinação da atividade da POD foi realizada de acordo com o método de Teisseire & Guy (2000).
5. RESULTADOS
O tratamento com Thiamethoxam acelerou a germinação na dose de 100mL de TMX/100Kg de sementes. O ASC causou o incremento do peso da matéria fresca quando utilizado na dose de 40µmol/L em associação com o Thiamethoxam (100mL /100Kg de sementes). A associação de ASC com Thiamethoxam (dosagens acima) causou aceleração da germinação na ausência de NaCl e sob condições de salinidade nas concentrações de 25 e 50 mmol.L-1 de NaCl. O peso da matéria fresca das radículas não alterou no tratamento com ASC, mas a associação de Ácido ascórbico com Thiamethoxam causou aumento deste parâmetro na ausência de salinidade e sob condições de 25 mmol.L-1 de NaCl. A atividade da POD diminuiu em sementes sem tratamento e em sementes tratadas com ASC, em condições de salinidade. Porém, o tratamento das sementes com a associação de Ácido ascórbico com Thiamethoxam causou elevação da atividade da POD em condições de salinidade. (Tab.1)
Tabela 1. Comparação de médias da atividade POD de radículas originadas de
sementes de soja tratadas com Ácido ascórbico e associação de Ácido ascórbico e Thiamethoxam sob condições de salinidade na concentração de 25 mmol.L-1 no
período de 1 dia após germinação.
*Médias seguidas de mesma letra na linha, não diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A associação de Ácido ascórbico e Thiamethoxam (40 µmol.L-1 de ASC, em associação com o TMX 100mL/100Kg de sementes) protegem a semente de soja do estresse oxidativo em condição de salinidade. Pode-se concluir que a utilização de Ácido ascórbico em associação com o Thiamethoxam pode ser empregado no tratamento de sementes de soja, a fim de minimizar os efeitos negativos da salinidade sobre o processo germinativo, principalmente no início da germinação. Tal efeito é decorrente do aumento da atividade da peroxidase, que elimina o peróxido de hidrogênio, um tipo de espécie reativa de oxigênio, prevenindo as células do estresse oxidativo.
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