Resumen
Especies reactivas del oxígeno (ROS) están presentes en todos los organismos aeróbicos, pero los procesos de deterioro de semillas pueden aumentar su producción. El estrés oxidativo causado por el aumento de ROS endógeno puede causar un daño irreparable a las células, que conduce a la pérdida de viabilidad de la semilla. Teniendo en cuenta que la enzima superóxido dismutasa (SOD) compone el primer mecanismo de defensa antioxidante enzimática, este estudio tuvo por objetivo evaluar los embriones cigóticos de semillas recalcitrantes de Araucaria angustifolia durante el almacenamiento los cambios en la actividad de SOD. Además, algunas alteraciones importantes derivadas de estrés oxidativo, como la peroxidación lipídica y los cambios en las proteínas y la integridad del DNA también se evaluaron. Aproximadamente 7 000 semillas fueron cosechadas de una población en el sur de Brasil y almacenadas durante 180 días en el laboratorio (L), refrigeración (R) y congelamiento (F). El análisis de la peroxidación de lípidos a través de los niveles de TBARS, actividad de la SOD, perfil proteico por separación electroforética e integridad del DNA genómico se realizaron a los 0, 60, 120 y 180 días de almacenamiento. Los resultados revelaron un aumento de la peroxidación lipídica y de la actividad de la SOD, especialmente durante el almacenamiento en L, una condición en la que hubo una extensa degradación de las proteínas. Algunas proteínas (45, 32 y 31 kDa) se expresaron sólo en embriones almacenados en condiciones R y F. No se observaron daños en la integridad del DNA nuclear para el período de almacenamiento de semillas en condiciones R y F. Las muestras F mantienen las características bioquímicas analizadas durante todo el período de almacenamiento, con la excepción del perfil de proteínas. Sin embargo, tales cambios son limitantes para el mantenimiento de la viabilidad de la semilla. En conclusión, el almacenamiento en refrigeración puede ser indicado para retrasar las alteraciones metabólicas que se producen cuando las semillas están expuestas a condiciones de ambiente natural después de la cosecha, que extiende el período de conservación de las semillas de A. angustifolia.
Citas
Alfenas, A. C. (1998). Eletroforese de isoenzimas e proteínas afins: fundamentos e aplicações em plantas e microrganismos. Viçosa, MG: UFV.
Alscher, R. G, Erturk, N., & Health, L. S. (2002). Role of superoxide dismutases (SODs) in controlling oxidative stress in plants. Journal of Experimental Botany, 53, 1331-1341.
Amarante, C. V. T., Mota, C. S., Megguer, C. A., & Ide, G. M. (2007). Conservação pós-colheita de pinhões [sementes de Araucaria angustifolia (Bertoloni) Otto Kuntze] armazenados em diferentes temperaturas. Ciência Rural, 37, 346-351.
Auler, N. M. F., Reis, M. S., Guerra, M. P., & Nodari, R. O. (2002). The genetics and conservation of Araucaria angustifolia: I. Genetic structure and diversity of natural populations by means of non-adaptive variation in the state of Santa Catarina, Brazil. Genetics and Molecular Biology, 25, 329-338.
Balbuena, T. S., Silveira, V., Junqueira, M., Dias, L. L. C., Santa-Catarina, C., Shevchenko, A., & Floh, E. I. S. (2009). Changes in the 2-DE protein profile during zygotic embryogenesis in the Brazilian Pine (Araucaria angustifolia). Journal of Proteomics, 72, 337-352.
Balbuena, T. S., Jo, L., Pieruzzi, F. P., Dias, L. L. C., Silveira, V., Santa-Catarina, C., ..., & Floh, E. I. S. (2011). Differential proteome analysis of mature and germinated embryos of Araucaria angustifolia. Phytochemistry, 72, 302-311.
Barbedo, C. J., & Marcos Filho, J. (1998). Tolerância à dessecação de sementes. Acta Botânica Brasilica, 12, 145-164.
Barreiros, A. L. B. S., David, J. M., & David, J. P. (2006). Estresse oxidativo: relação entre geração de espécies reativas e defesa do organismo. Química Nova, 29, 113-123.
Bewley, J. D., & Black, M. (1994). Seeds: physiology of development and germination. New York, NY: Plenum Press.
Blokhina, O., Virolainen, E., & Fagerstedt, K. V. (2003). Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Annals of Botany, 91, 179-194.
Boubriak, I., Kargiolaki, H., Lyne, L., & Osborne, D. J. (1997). The requirement for DNA repair in desiccation tolerance of germinating embryos. Seed Science Research, 7, 97-105.
Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72, 248-254.
Chiari, L., Valle, J. V. R., & Resende, R. M. S. (2009). Comparação de três métodos de extração de DNA genômico para análises moleculares em Stylosanthes guianensis. Campo Grande, MS: Embrapa-CNPGC.
Ching, T. M., & Schoolcraft, I. (1968). Physiological and chemical differences in aged seeds. Crop Science, 8, 407-409.
Coolbear, P. (1995). Mechanisms of seed deterioration. In A. S. Basra (Ed.), Seed quality: basic mechanisms and agricultural implications (pp. 223-277). New York, NY: Food Products Press.
Corbineau, F. (2012). Markers of seed quality: from present to future. Seed Science Research, 22, S61-S68.
Corte, V. B., Borges, E. E. L., Leite, H. G., Pereira, B. L. C., & Gonçalves, J. F. C. (2010). Estudo enzimático da deterioração de sementes de Melanoxylon brauna submetidas ao envelhecimento natural e acelerado. Revista Brasileira de Sementes, 32, 83-91.
Doyle, J. J., & Doyle, J. L. (1987). A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin, 19, 11-15.
Doyle, J. J., & Doyle, J. L. (1990). Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, 12, 13-15.
Epagri/Ciram. (2011). Atlas climatológico do estado de Santa Catarina. Retrieved from http://www.ciram.epagri.rct-sc.br
Farias-Soares, F. L., Burrieza, H. P., Steiner, N., & Guerra, M. P. (2013). Immunoanalysis of dehydrins in Araucaria angustifolia embryos. Protoplasma, 250, 911-918.
Ferrandis, P., Bonilla, M., & Osorio, L. C. (2011). Germination and soil seed bank traits of Podocarpus angustifolius (Podocarpaceae): an endemic tree species from Cuban rain forests. Revista de Biología Tropical, 59(3), 1061-1069.
Fowler, J. A. P., Bianchetti, A., & Zanon, A. (1998). Conservação de sementes de pinheiro-do-paraná sob diferentes condições de ambientes e embalagens. Embrapa: Comunicado Técnico, 34, 1-4.
Garcia, C., Coelho, C. M. M., Maraschin, M., & Oliveira, L. M. (2014). Conservação da viabilidade e vigor de sementes de Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze durante o armazenamento. Ciência Florestal, 24(4), 857-866.
Gill, S. S., & Tuteja, N. (2010). Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry, 48, 909-930.
Halliwell, B., & Gutteridge, J. M. C. (1999). Free Radicals in Biology and Medicine. New York, NY: Oxford University Press.
José, S. C. B. R, Salomão, A. N., Costa, T. S. A., Silva, J. T. T. T., & Curi, C. C. S. (2010). Armazenamento de sementes de girassol em temperaturas subzero: aspectos fisiológicos e bioquímicos. Revista Brasileira de Sementes, 32, 29-38.
Laemmli, U. K. (1970). Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 227, 680-685.
Li, D. Z., & Pritchard, H. W. (2009). The science and economics of ex situ plant conservation. Trends in Plant Science, 14, 614-621.
Löwe, T. R., & Dillenburg, L. R. (2011). Changes in light and nutrient availabilities do not alter the duration of use of seed reserves in Araucaria angustifolia seedlings. Australian Journal of Botany, 59, 32-37.
McDonald, M. B. (1999). Seed deterioration: phisiology, repair and assessment. Seed Science and Technology, 27, 177-237.
Misra, H. P., & Fridovich, I. (1972). The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. Journal of Biology and Chemistry, 247, 188-192.
Mittler, R. (2002). Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends Plant Science, 7, 405-410.
Murthy, U. M. N., Kumar, P. P., & Sun, W. Q. (2003). Mechanisms of seed ageing under different storage conditions for Vigna radiata (L.) Wilczek: lipid peroxidation, sugar hydrolysis, Maillard reactions and their relationship to glass state transition. Journal of Experimental Botany, 54, 1057-1067.
Nakada, P. G., Oliveira, J. A., Melo, L. C., Silva, A. A., Silva, P. A., & Perina, F. J. (2010). Desempenho durante o armazenamento de sementes de pepino submetidas a diferentes métodos de secagem. Revista Brasileira de Sementes, 32, 42-51.
Ohkawa, H., Ohishi, H., & Yagi, K. (1979). Assay for lipid peroxyde in animal tissues by thiobarbituric acid reaction. Analytical Biochemistry, 95, 351-358.
Pammenter, N. W., & Berjak, P. (2000). Aspects of recalcitrant seed physiology. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 12, 56-69.
Paula, N. F., Borges, E. E. L., Borges, R. C. G., & Paula, R. C. (1997). Alterações fisiológicas em sementes de seringueira (Hevea brasiliensis Muell. Arg.) durante o armazenamento. Revista Brasileira de Sementes, 19, 327-334.
Paula, N. F., Borges, E. E. L., Borges, R. C. G., & Paula, R. C. (1998). Avaliações bioquímicas e fisiológicas em sementes de seringueira (Hevea brasiliensis Muell. Arg.). Revista Brasileira de Sementes, 20, 1-10.
Rendón, M. Y., Gratão, P., Salva, T. J. G., Azevedo, R. A., & Bragagnolo, N. (2013). Antioxidant enzyme activity and hydrogen peroxide content during the drying of Arabica coffee beans. European Food Research and Technology, 236, 753-758.
Rosenfield, M. F., & Souza, A. F. (2014). Forest biomass variation in Southernmost Brazil: the impact of Araucaria trees. Revista de Biología Tropical, 62(1), 359-372.
Santos, C. M. R., Menezes, N. L., & Villela, F. A. (2004). Alterações fisiológicas e bioquímicas em sementes de feijão envelhecidas artificialmente. Revista Brasileira de Sementes, 26, 110-119.
SAS. (2009). SAS - Statistical Analysis System (Version 9.2). Cary, NC, Lic. UDESC: SAS Institute Inc.
Shibata, M., Coelho, C. M. M., Oliveira, L. M., & Garcia, C. (2012). Accelerated aging of ipê seeds under controlled conditiond of storage. Revista Brasileira de Sementes, 34, 247-254.
Smith, M. T., & Berjak, P. (1995). Deteriorative changes associated with loss of viability of stored dessication-tolerant and dessication-sensitive seeds. In J. Kiegel, & G. Galili (Eds.), Seed development and germination (pp. 701-746). New York, NY: Marcel Dekker Inc.
Song, S. Q., Berjak, P., Pammenter, N., Ntuli, T. M., & Fu, J. R. (2003). Seed recalcitrance: a current assessment. Acta Botania Sinica, 45, 638-643.
Steiner, N. (2005). Parâmetros fisiológicos e bioquímicos durante e embriogênese zigótica e somática de Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze (Master's degree), Federal University of Santa Catarina, Florianópolis.
Thomas, P. (2013). Araucaria angustifolia. In IUCN Red List of Threatened Species. Version 2013.2. Retrieved from http://www.iucnredlist.org
Veloso, H. P., Rangel Filho, A. L. R., & Lima, J. C. A. (1991). Classificação da vegetação brasileira, adaptada a um sistema universal. Rio de Janeiro, RJ: IBGE - Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
Vibrans, A. C., Sevegnani, L., Uhlmann, A., Schorn, L. A., Sobral, M. G., Gasper, A. L., …, & Verdi, M. (2011). Structure of mixed ombrophyllous forests with Araucaria angustifolia (Araucariaceae) under external stress in Southern Brazil. Revista de Biologia Tropical, 59(3), 1371-1387.
Vidas, R. M. R., Moreira, M. A., Pinheiro, W. J., Rocha, V. S., Rezende, S. T., & Sediyama, C. S. (1992). Relação entre vigor e alterações bioquímicas na germinação de sementes de soja. Revista Brasileira de Fisiologia, 4, 49-53.
Villela, F. A., & Peres, W. B. (2004). Coleta, beneficiamento e armazenamento. In A. G. Ferreira & F. Borghetti (Eds.), Germinação: do básico ao aplicado (pp. 265-281). Porto Alegre, RS: Artmed.
Willan R. L. (1985). A guide to forest seed handling: with special reference to the tropics. Roma: Food and agriculture organization of the United Nations.
Wilson, D. O., & McDonald, M. B. (1986). The lipid peroxidation model of seed aging. Seed Science and Technology, 14, 296-300.
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