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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.91.2007.tde-10042007-163917
Document
Author
Full name
Carlos Alberto Moldes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2006
Supervisor
Committee
Mui, Tsai Siu (President)
Azevedo, Ricardo Antunes de
Stenico, Maria Estela
Vitorello, Victor Alexandre
Vitória, Angela Pierre
Title in Portuguese
Resposta de enzimas antioxidantes à aplicação do herbicida glifosato em variedades de soja transgênica e não transgênica
Keywords in Portuguese
Enzimas antioxidantes
Herbicidas
Plantas transgências
Soja
Abstract in Portuguese
Os herbicidas são aplicados em lavouras com o objetivo de eliminar plantas daninhas presentes, mas os efeitos sobre as culturas muitas vezes não são perceptíveis ou não são amplamente considerados. As plantas sob condições de estresse, podem reagir ao elicitor manifestando reações oxidativas durante as quais espécies reativas de oxigênio (EROs) são geradas. O herbicida glifosato atua como um inibidor competitivo da 5-enolpiruvil xiquimato-3- fosfato sintase da via do xiquimato e o seu efeito herbicida imediato é a inibição da síntese de aminoácidos aromáticos e metabólitos secundários derivados dos fenilpropanoides. A geração de espécies ativas de oxigênio e mecanismos de resposta a estresse oxidativo não são freqüentes no estudo do herbicida glifosato, portanto o presente trabalho objetivou estudar e avaliar parâmetros bioquímicos que poderiam ser afetados pelo herbicida glifosato em variedades suscetíveis e resistentes (transgênicos) dando ênfase na resposta de enzimas antioxidantes e no balanço de aminoácidos. Foram desenvolvidos dois experimentos onde em um deles foi avaliado o efeito da concentração de glifosato em plantas crescidas em hidroponia e no outro foi avaliada a resposta de plântulas de soja de quatro variedades de soja duas resistentes e duas susceptíveis. O perfil de aminoácidos mostrou estar alterado entre variedades susceptíveis e resistentes. O aumento de asparagina, glutamato, histidina e isoleucina de folha assim como o conteúdo total de aminoácidos de folha foram menores e/ou não significativo nas variedades resistentes. A tendência de aumento de atividade de algumas enzimas antioxidantes analisadas como a catalase na raiz, peroxidases na folha ou a glutationa redutase de folha indicou que existem mecanismos ativados para defesa frente a espécies ativas de oxigênio. No entanto, os níveis de peroxidação lipídica não variaram em nenhuma das variedades utilizadas neste estudo. Embora hajam sido apresentadas evidencias que o glifosato gera estresse oxidativo é de se considerar que o modo de ação deste herbicida não é exercido através de mecanismos geradores de radicais livres, porém estes mecanismos parecem estar mascarados pela grande proliferação de aminoácidos livres que podem atuar como antioxidantes.
Title in English
Antioxidant enzymes response to glyhosate herbicide application in transgenic and nottrangenic soybean "varieties"
Keywords in English
Amino acid metabolism
Antioxidant enzymes
Glyphosate
Herbicides
Oxidative stress
Soybean
Transgenics
Abstract in English
Herbicides are applied in cultures with the objective to eliminate weeds, but the effects over the plants sometimes are not perceptible or are not widely considered. Plants under stress conditions can react to the elicitor with oxidative manifestations where reactive oxygen species (ROS) are generating. Glyphosate acts as a competitive inhibitor of enolpiruvyl shiquimate-3- phosphate synthase in the shikimate metabolic pathway and its immediately effect is the inhibition of aromatic aminoacids synthesis and secondaries metabolites derived for phenylpropanoids components. ROS generation and response mechanisms to the oxidative stress is not frequently studied in glyphosate applications, although the present work objectives are study and evaluate biochemistry parameters that could be affect by glyphosate herbicide in susceptible and resistant (transgenic) "varieties" giving emphasis in the antioxidant enzymes response and amino acids balance. Two experiments were set up to evaluate the effect of glyphosate in plants of two soybean lines growing under hydroponic conditions and the second experiment evaluated the time effect after application of glyphosate in four soybean lines, susceptible and two resistant (transgenic). Enhancement of asparagine, glutamate, hystidine and isoleucine in leaves, and the total contents of soluble amino acids were lower in resistant lines. This tendency to the increase of antioxidant enzymes like catalase in roots, peroxidases and gluthatione reductase in leaves indicates defense mechanisms activated against ROS. Nevertheless, lipid peroxidation levels were not changed in all lines. The present work shows evidences for oxidative stress generating by glyphosate but it is necessary to consider that the glyphosate action mode does not occur through the EROs generating mechanisms. These mechanisms could be masked by enhancement of amino acid.
 
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CarlosMoldes.pdf (3.54 Mbytes)
Publishing Date
2007-04-18
 
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