Proline and antioxidant enzymes protect Tabebuia aurea (Bignoniaceae) from transitory water deficiency
Tipo de material:
ArtigoAssunto(s): Recursos online:
Em: Rodriguésia (Brazil) v. 73 p. 1-13; (2022)Sumário:
Abstract
Water deficiency is a major abiotic stress that limits biomass production and drives plant species distributions.
We evaluate the effects of water deficiency on ecophysiological and biochemical parameters of seedlings of
Tabebuia aurea. Plants were subjected to daily watering (control) and to stress by soil water deficiency for 29
days. Leaf area, plant biomass, gas exchange, SPAD index, maximum quantum yield (Fv / Fm), quantum yield of
PSII (ΦPSII), superoxide dismutase (SOD) and L-ascorbate peroxidase (APX) activity, lipid peroxidation, and
proline content were recorded. Plants responded to water deficit by reducing leaf area and accumulating proline.
Stomatal conductance was reduced to limit the water loss by transpiration. However, limiting CO2
uptake caused reduction in photosynthesis and biomass. The excess of energy unutilized by photosynthesis reduced
SPAD index and ΦPSII. As a result, we observed an increase in SOD and APX activity, protecting chloroplast membranes
from further damages caused by lipid peroxidation. Our results indicate that T. aurea have capacity to survive
under water deficiency reducing stomatal aperture, but affecting the rate of CO2 assimilation. Nevertheless, plants
showed mechanisms to preventing damages to the photosynthetic apparatus. Such plasticity is an important
adaptation for plants growing in dry environmental.
Key words: antioxidant system, gas exchange, tree species, water deficit, proline.
Resumo
A deficiência hídrica é um importante estresse abiótico que limita a produção de biomassa e dirige a distribuição de
espécies vegetais. Nós avaliamos os efeitos da deficiência hídrica sobre parâmetros ecofisiológicos e bioquímicos
de plantas jovens de Tabebuia aurea, uma espécie arbórea nativa da “Caatinga”, um bioma semiárido. Plantas
foram submetidas à irrigação diária (controle) e ao estresse promovido por deficiência de água no solo por 29 dias.
A área foliar, biomassa da planta, trocas gasosas, índice SPAD, rendimento quântico máximo (Fv / Fm) efetivo do
PSII (ΦPSII), atividade da superóxido dismutase (SOD) e L-ascorbato peroxidase (APX), peroxidação lipídica
e teores de prolina foram determinados. As plantas responderam ao estresse hídrico reduzindo a área foliar e
acumulando prolina. A condutância estomática também foi reduzida limitando a perda de água por transpiração.
Contudo, a limitação da absorção de CO2 causou reduções nas taxas fotossintéticas e na biomassa. O excesso de
energia não utilizada pela fotossíntese provocou uma redução no índice SPAD e em ΦPSII. Como resultado, nós
observamos um aumento nas atividades de SOD e APX, protegendo as membranas dos cloroplastos de danos
causados pela peroxidação de lipídeos. Nossos resultados indicam que T. aurea tem capacidade de sobreviver
sob deficiência hídrica reduzindo a abertura estomática, mas afetando a taxa de assimilação de CO2. Apesar
disso, as plantas mostraram mecanismos de prevenção de danos ao aparato fotossintético. Tal plasticidade é uma
importante adaptação para plantas crescendo em ambientes semiáridos como a Caatinga.
Palavras-chave: sistema antioxidante, trocas gasosas, espécies arbóreas, deficiência hídrica, prolina.
| Tipo de material | Biblioteca atual | Coleção | Número de chamada | Informaçaõ do volume | URL | Situação | Devolução em | Código de barras |
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Periódicos
|
Biblioteca Nacional de Agricultura - Binagri | Periódicos agrícolas | 2022 73 | Texto integral (PDF) | Consulta local | 2025-5881 |
Publicação on-line; Bibliography p. 11-13 (58 ref.); 2 tables; 7 illus.; Summaries (En, Pt)
Abstract
Water deficiency is a major abiotic stress that limits biomass production and drives plant species distributions.
We evaluate the effects of water deficiency on ecophysiological and biochemical parameters of seedlings of
Tabebuia aurea. Plants were subjected to daily watering (control) and to stress by soil water deficiency for 29
days. Leaf area, plant biomass, gas exchange, SPAD index, maximum quantum yield (Fv / Fm), quantum yield of
PSII (ΦPSII), superoxide dismutase (SOD) and L-ascorbate peroxidase (APX) activity, lipid peroxidation, and
proline content were recorded. Plants responded to water deficit by reducing leaf area and accumulating proline.
Stomatal conductance was reduced to limit the water loss by transpiration. However, limiting CO2
uptake caused reduction in photosynthesis and biomass. The excess of energy unutilized by photosynthesis reduced
SPAD index and ΦPSII. As a result, we observed an increase in SOD and APX activity, protecting chloroplast membranes
from further damages caused by lipid peroxidation. Our results indicate that T. aurea have capacity to survive
under water deficiency reducing stomatal aperture, but affecting the rate of CO2 assimilation. Nevertheless, plants
showed mechanisms to preventing damages to the photosynthetic apparatus. Such plasticity is an important
adaptation for plants growing in dry environmental.
Key words: antioxidant system, gas exchange, tree species, water deficit, proline.
Resumo
A deficiência hídrica é um importante estresse abiótico que limita a produção de biomassa e dirige a distribuição de
espécies vegetais. Nós avaliamos os efeitos da deficiência hídrica sobre parâmetros ecofisiológicos e bioquímicos
de plantas jovens de Tabebuia aurea, uma espécie arbórea nativa da “Caatinga”, um bioma semiárido. Plantas
foram submetidas à irrigação diária (controle) e ao estresse promovido por deficiência de água no solo por 29 dias.
A área foliar, biomassa da planta, trocas gasosas, índice SPAD, rendimento quântico máximo (Fv / Fm) efetivo do
PSII (ΦPSII), atividade da superóxido dismutase (SOD) e L-ascorbato peroxidase (APX), peroxidação lipídica
e teores de prolina foram determinados. As plantas responderam ao estresse hídrico reduzindo a área foliar e
acumulando prolina. A condutância estomática também foi reduzida limitando a perda de água por transpiração.
Contudo, a limitação da absorção de CO2 causou reduções nas taxas fotossintéticas e na biomassa. O excesso de
energia não utilizada pela fotossíntese provocou uma redução no índice SPAD e em ΦPSII. Como resultado, nós
observamos um aumento nas atividades de SOD e APX, protegendo as membranas dos cloroplastos de danos
causados pela peroxidação de lipídeos. Nossos resultados indicam que T. aurea tem capacidade de sobreviver
sob deficiência hídrica reduzindo a abertura estomática, mas afetando a taxa de assimilação de CO2. Apesar
disso, as plantas mostraram mecanismos de prevenção de danos ao aparato fotossintético. Tal plasticidade é uma
importante adaptação para plantas crescendo em ambientes semiáridos como a Caatinga.
Palavras-chave: sistema antioxidante, trocas gasosas, espécies arbóreas, deficiência hídrica, prolina.

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