Atrazine and Mesotrione-Induced Oxidative Stress and Impact on Antioxidant Enzymes and Chlorophyll Contents in Bermudagrass

English. ABSTRACT: The effect of atrazine, mesotrione, and joint activity of atrazine plus mesotrione on pigment, lipid peroxidation, and antioxidant enzyme activity was studied. Atrazine and mesotrione treatments significantly reduced chlorophyll a (Chl a), chlorophyll b (Chl b), carotenoid concentrations, and protein content in bermudagrass (Cynodon dactylon L.) plants, whereas they significantly enhanced lipid peroxidation. The treatment of atrazine plus mesotrione caused greater phototoxic effect on bermudagrass than either herbicide alone, which was evident from the significantly decreased membrane stability noted as a function of the enhanced singlet oxygen and malondialdehyde (MDA) contents, as well as from the greater reduction in Chl a, Chl b, and carotenoid contents. Although bermudagrass activated the antioxidant enzymes catalase (CAT), peroxidase (POD), and glutathione S-transferase (GST), it was significantly injured after the herbicide treatments. Thus, results suggested that the enzymatic and non-enzymatic antioxidants of bermudagrass was overloaded after the treatment of atrazine plus mesotrione, and the reactive oxygen species (ROS) subsequently caused lipid peroxidation, pigment and protein degradation, as well as other cellular constituent damage.

Portuguese. RESUMO: O efeito de atrazina e mesotrione e da atividade conjunta de atrazina mais mesotrione no pigmento, n a peroxidação lipídica e na atividade da enzima antioxidante foi estudado. Os tratamentos com atrazina e mesotrione reduziram significativamente as concentrações de clorofila a (Clf a), de clorofila b (Clf b), de carotenoides e o teor de proteína em plantas de grama-seda (Cynodon dactylon L.), mas aumentaram significativamente a peroxidação lipídica. O tratamento com atrazina mais mesotrione causou maior efeito fitotóxico na grama-seda do que o herbicida isolado, o que foi evidenciado pela diminuição significativa da estabilidade da membrana em função dos teores de oxigênio singlete e malondialdeído (MDA), bem como pela maior redução dos teores de Clf a, Clf b e carotenoides. Embora a grama-seda ativasse as enzimas antioxidantes catalase (CAT), peroxidase (POD) e glutationa S-transferase (GST), ela foi significativamente danificada após os tratamentos com herbicidas. Assim, os resultados sugerem que os antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos da grama-seda foram sobrecarregados após o tratamento com atrazina mais mesotrione, e as espécies reativas de oxigênio (ERO) causaram peroxidação lipídica, degradação de pigmentos e proteínas, além de outros danos a constituintes celulares.