Relação entre estresse de radiação ultravioleta-B e óxido nítrico em plantas de eucalipto

Abstract

As espécies do gênero Eucalyptus apresentam notável capacidade de extração de água e nutrientes, assimilação fotossintética e crescimento, permitindo seu cultivo em ambientes considerados impróprios para muitas outras espécies. Além dos fatores ambientais atuando adversamente no desempenho das plantas, atualmente estas estão sujeitas aos efeitos das mudanças ambientais globais causadas pelas atividades antrópicas, tais como o aumento na incidência da radiação ultravioleta-B (RUV-B) em conseqüência da destruição da camada de ozônio. Estudos recentes têm mostrado que a RUV-B promove aumento no nível de espécies reativas de oxigênio (ERO), ocasionando estresse oxidativo nas plantas. Entretanto, as plantas apresentam um sistema de defesa contra o estresse oxidativo, constituído de enzimas antioxidantes, tais como superóxido dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) e peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), além de outros compostos, como antocianinas, carotenóides e compostos fenólicos, que impedem a formação de ERO ou eliminam as já existentes. Há algum tempo, tem sido verificada em plantas a presença de óxido nítrico (NO), radical livre endógeno que possui a capacidade de controlar o nível e a toxicidade das ERO. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar o possível efeito citoprotetor do NO em plantas de eucalipto (Eucalyptus urograndis) expostas à RUV-B. Assim, foi realizado um primeiro experimento no qual plantas de eucalipto foram expostas à RUV-B em baixa (controle) e elevada incidência, com o intuito de verificar se a radiação promove estresse oxidativo nesta espécie. Foram realizadas coletas de lâminas foliares aos cinco, dez e quinze dias após o início da exposição à RUV-B para posterior determinação do nível de peroxidação lipídica. A exposição por 15 dias à RUV-B aumentou os teores de lipoperóxidos nas mudas de eucalipto devido à ocorrência do estresse oxidativo. De acordo com esse resultado foi conduzido um segundo experimento no qual plantas de eucalipto foram pulverizadas com nitroprussiato de sódio (SNP), doador de NO, em doses parceladas por 3 dias consecutivos, totalizando 120 μmol L-1, enquanto as plantas controle receberam tratamento com água, seguido pela exposição à RUV-B em baixa e alta incidência por 15 dias. Foram coletadas folhas aos sete e quinze dias após o início da exposição à RUV-B e realizadas determinações das atividades das enzimas SOD e POD, dos teores de compostos fenólicos e de antocianinas e a quantificação de indicadores de estresse oxidativo, como teores de lipoperóxidos e de pigmentos fotossintéticos (clorofila a, b, total e carotenóides). A RUV-B promoveu aumento na atividade das enzimas antioxidantes SOD e POD, no nível de peroxidação lipídica e nos teores de pigmentos fotossintéticos. O tratamento das mudas de eucalipto com SNP promoveu aumento dos teores de antocianinas e de carotenóides e também interagiu com a RUV-B elevando o teor de compostos fenólicos e atenuando o nível de peroxidação lipídica. Portanto a utilização de NO na eucaliptocultura pode ser considerada uma maneira de redução do estresse oxidativo gerado pela exposição à RUV-B.

The species of the genus Eucalyptus present notable capacity to extract water and nutrients, photosynthetic assimilation and growth, allowing cultivation in ambient considered inappropriate for many other species. Besides the environmental factors acting adversely in the performance of the plants, nowadays they are subject to the effects of the global environmental changes caused by human activities, such as the increase in the incidence of the ultraviolet-B radiation (UV-B) in consequence of the ozone layer destruction. Recent studies show that UV- B radiation promotes increase in the level of reactive oxygen species (ROS), causing oxidative stress in plants. However, plants have a defence system against oxidative stress, constituted of antioxidant enzymes, such as, superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), and others compounds, such as anthocyanins, carotenoids and phenolic compounds, that avoid ROS formation or eliminate the already existent. There has been long, it was noticed the presence of nitric oxide (NO) in plants, endogenous free radical able to control the ROS level and toxicity. Therefore, the aim of this work was to investigate the possible citoprotector effect of the NO in eucalyptus (Eucalyptus urograndis) plants subjected to UV-B radiation. So, a first experiment was setup in which plants of eucalyptus were subjected to radiation in low (control) and high incidence of UV-B, to verify if UV-B radiation promotes oxidative stress in this specie. Leaves were collected at five, ten and fifteen days after the beginning of exposure to UV-B for subsequent evaluation of the level of lipid peroxidation. Exposure for 15 days to RUV-B increased the lipoperoxide content in the eucalyptus seedlings due to the occurrence of oxidative stress. According to this result it was setup a second experiment in which plants of eucalyptus were sprayed with sodium nitroprusside (SNP), NO donor , for three consecutive days, totaling 120 μmol L-1 , while the control plants were sprayed with water, followed by exposure to UV-B radiation in low and high incidence. Leaves were collected at seven and fifteen days after the beginning of exposure to UV-B and accomplished determinations of the activities of the enzymes SOD and POD, of phenolic compounds content, of anthocyanins and the quantification of oxidative stress indicators, as lipoperoxides content and photosynthetic pigments (chlorophyll a, b, total and carotenoids) were done. UV-B induced increase in the activity of the antioxidant enzymes SOD and POD, in the level of lipid peroxidation and in photosynthetic pigment contents. The treatment of the eucalyptus seedlings with SNP promoted increase in the content of anthocyanins and carotenoids. Furthermore, NO interacted with UV-B as a consequence it increased the phenolic compounds content and alleviated lipid peroxidation. Therefore, the use of NO in the eucalyptus culture can be considered as a way of alleviating the oxidative stress generated by the exposure to UV-B radiation.