MECHANISMS OF TOLERANCE TO SALINITY IN BANANA:PHYSIOLOGICAL, BIOCHEMICAL,AND MOLECULAR ASPECTS

Portuguese. RESUMO Na região Nordeste do Brasil, solos salinos são restritivos à produção de banana, tornandose necessário compreender os mecanismos de tolerância de sal. Dois genótipos de banana, Tap Maeo, tolerante, e Berlim, sensível, foram submetidos ao tratamento com 50 mol m-3 NaCl ou sem sal. Este estudo avaliou os efeitos do sal sobre os seguintes aspectos fisiológicos: área foliar, conteúdo e distribuição de Na+, integridade da membrana, atividade da AT Pase. Além disso, uma busca por genes diferencialmente expressos foi realizada usando a técnica Differential Display. O genótipo Tap Maeo apresentou a menor redução na área foliar, menor acúmulo de Na+ e malondialdeído (MDA) bem como maior atividade da H+AT Pase. Duas sequências diferencialmente expressas no genótipo tolerante (Musa 07, Musa 23) compartilham alto grau de identidade com as sequências de aminoácidos dos genes SOS1 e SOS2, respectivamente. O clone Musa 10 é muito semelhante à sequência de aminoácidos do gene da peroxidase do ascorbato, e o Musa 26 codifica a enzima aldeído betaína desidrogenase. Estes marcadores biológicos significativos indicam que a tolerância à salinidade em banana envolve pelo menos dois mecanismos simultâneos: a ativação da via SOS, aumentando a extrusão do Na+, e a ativação do sistema antioxidante, aumentando a síntese de APX e da enzima aldeído betaína desidrogenase.

English. ABSTRACT In the northeastern region of Brazil, saline soils are constraints to banana production, becoming necessary to understand the mechanisms of salt tolerance. Two bananas genotypes, Tap Maeo, tolerant, and Berlin, sensitive, were subjected to treatment with 50 mol m-3 NaCl or without salt. This study evaluated the effects of salt on the following physiological aspects: leaf area, content and distribution of Na+, membrane integrity, proton AT Pase activity. Besides, a search for differentially expressed genes was performed using the Differential Display technique. Tap Maeo genotype showed the smallest reduction in leaf area, smaller accumulation of Na+ and malondialdehyde (MDA), and higher activity of proton AT Pase activity. Two sequences differentially expressed in the tolerant genotype, (Musa 07, Musa 23), shared a high degree of identity with the amino acid sequences of the genes SOS1 and SOS2, respectively. The clone Musa 10 was highly similar to amino acid sequence of the ascorbate peroxidase gene, and Musa 26, encodes the enzyme betaine aldehyde dehydrogenase. These significant biological markers indicate that salinity tolerance in banana involves at least two simultaneous mechanisms: the activation of the SOS pathway, increasing the extrusion of Na+, and the activation of antioxidative system, increasing the synthesis of APX and betaine aldehyde dehydrogenase enzyme.