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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2010.tde-19042010-152910
Documento
Autor
Nome completo
Ivan Sestari
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2010
Orientador
Banca examinadora
Kluge, Ricardo Alfredo (Presidente)
Bender, Renar João
Jacomino, Angelo Pedro
Lima, Giuseppina Pace Pereira
Peres, Lazaro Eustaquio Pereira
Título em português
Indução de tolerância de frutos às injúrias de frio: aspectos fisiológicos e bioquímicos
Palavras-chave em português
Antioxidantes
Banana
Bioquímica vegetal
Danos por fatores ambientais
Enzimas
Estresse oxidativo
Fisiologia vegetal
Lima
Reguladores vegetais.
Resumo em português
Experimentos foram conduzidos com o propósito de investigar as respostas fisiológicas e bioquímicas associadas à indução de tolerância de frutos às injúrias de frio, e o envolvimento do etileno e do sistema antioxidante de defesa neste processo. Para isso, bananas Nanicão e limas ácidas Tahiti foram submetidas a tratamentos que estimularam a síntese ou bloquearam a ação do etileno e a tratamentos térmicos. No primeiro e terceiro experimentos, os frutos foram condicionados a 37°C por 10 horas, ou imersos em água a 45°C por 15 minutos ou a 53°C por 2 minutos, antes do armazenamento a 1°C (lima ácida) ou 6°C (banana). No segundo experimento, limas ácidas foram imersas em soluções contendo 1,0mM de metil jasmonato ou metil salicilato ou expostas a 1000nL L-1 de 1-MCP, antes do armazenamento a 1°C (controle). No quarto experimento, bananas foram expostas ou não (controle) a 1000nL L-1 de 1-MCP antes do armazenamento a 6°C. A temperatura e o tempo de exposição dos frutos aos tratamentos com calor influenciaram diretamente a geração e o acúmulo de radicais livres nos tecidos, o que repercutiu em diferente indução de tolerância à baixa temperatura. A aplicação de tratamentos térmicos moderados reduziu a sensibilidade dos tecidos ao etileno, promoveu maior manutenção da estabilidade das membranas, e resultou em menores índices de injúrias de frio ao final do armazenamento de ambos os frutos estudados. Entretanto, ficou evidente que, no caso da banana, a tolerância induzida pelos tratamentos térmicos é temporária, restringindo-se a poucos dias após a exposição à refrigeração. O estresse desencadeado pelo condicionamento dos frutos a 37°C por 10 horas foi severo, pois aumentou a geração de espécies reativas de oxigênio nos tecidos, favorecendo a antecipação do desenvolvimento das injúrias de frio em ambos os frutos. O tratamento da lima ácida com 1,0mM de metil jasmonato ou metil salicilato elevou, consideravelmente, a atividade das enzimas antioxidantes presentes no flavedo dos frutos e essa maior capacidade de remoção das espécies reativas de oxigênio foi acompanhada de significativa redução na incidência de injúrias de frio quando comparada ao controle. Adicionalmente, na lima ácida, o bloqueio da ação do etileno não suprimiu a sua evolução durante o armazenamento, consequentemente, a presença deste etileno residual reduziu a capacidade de remoção do peróxido de hidrogênio do flavedo dos frutos. Em contraste, a inibição da percepção do etileno e a supressão da evolução de sua síntese durante o armazenamento da banana foi responsável pela redução da sensibilidade dos frutos às injúrias de frio. A associação entre baixa temperatura e etileno favoreceu o estresse oxidativo, pois reduziu a capacidade de remoção de espécies reativas de oxigênio, induzindo eventos ligados à degradação das membranas celulares. Em suma, a efetividade dos tratamentos avaliados em induzir aos frutos tolerância ao frio está ligada não apenas ao estresse oxidativo, mas também a outros fatores como a presença do etileno no tecido. Possivelmente, a interação desses fatores com a baixa temperatura seja determinante na modulação da resposta requerida para promover maior ou menor tolerância ao frio.
Título em inglês
Induction of fruit tolerance to chilling injury: physiological and biochemical aspects
Palavras-chave em inglês
Antioxidant enzymes
Banana fruit
Ethylene
Oxidative stress
Reactive oxygen species
Tahiti lime fruit.
Resumo em inglês
Experiments were performed with the purpose to investigate physiological and biochemical responses associated to induction of fruit tolerance to chilling injury and the involvement of ethylene and antioxidant defense system in this process. Nanicão banana and Tahiti lime fruit were submitted to treatments to stimulate or to inhibit ethylene action and heat treatments. In the first and the third experiments, the fruit were conditioned at 37°C for 10 hours or hot water dipped at 45°C for 15 minutes or 53°C for 2 minutes before storage at 1°C (lime) or 6°C (banana). In the second experiment, Tahiti lime fruit were immersed in solutions containing 1.0mM methyl jasmonate or 1.0mM methyl salicylate or treated with 1000nL L-1 1-MCP, before storage at 1°C (control). In the fourth experiment, banana fruit were treated or not (control) with 1000nL L-1 1-MCP before storage at 6°C. The temperature and exposition time of fruit to heat treatments influences the free radical generation and accumulation in the tissues, causing differential induction of chilling tolerance. The fruit exposure to moderate heat treatments decreased the tissue sensitivity to ethylene, maintained membrane stability and resulting in the lower chilling injury index at the end of storage in both fruit. Nevertheless, it was clear that in the case of banana fruit, the heat-induced tolerance is temporary, and is restricted to few days after the cold exposure. The pre storage conditioning of fruit at 37°C for 10 hours trigger a severe stress, since it increased the generation of reactive oxygen species in the tissues favoring the earlier development of chilling injury symptoms in both fruit. There was a considerable increase in the activity of antioxidant enzymes in the flavedo of lime fruit treated with 1.0mM methyl jasmonate or 1.0mM methyl salicylate and this elevation on capacity to scavenge the reactive oxygen species was accompanied by significant decrease in the chilling injury incidence when compared to control fruit. In addition, in lime fruit, the ethylene perception inhibitor 1-MCP did not suppress the ethylene evolution during storage period; consequently, this residual ethylene did reduce the flavedo tissue capacity to scavenge hydrogen peroxide. On the contrary, the ethylene perception inhibition and the suppression of synthesis evolution during storage of banana fruit reduce the sensitivity of fruit to chilling injuries. The combination between low temperature and ethylene favors the oxidative stress, given that did decrease the capacity to scavenge the reactive oxygen species, which induces membrane deterioration events. In conclusion, the treatment effectiveness to induce cold tolerance to fruit was related not only to oxidative stress but also to other factors as ethylene in the tissue. Probably, the interaction of these factors with low temperature may be determinant in the modulation of response required to promote high or low chilling tolerance.
 
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Ivan_Sestari.pdf (1.24 Mbytes)
Data de Publicação
2010-04-26
 
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