Estresse oxidativo em trigo causado por diferentes disponibilidade de fósforo em solução hidropônica | Oxidative stress in wheat caused by different availabilities of phosphorus in hidroponics

O fósforo (P) é um dos elementos mais importantes para o desenvolvimento das plantas. Entretanto, sabe-se que a sua disponibilidade é prejudicada muitas vezes pela presença de substâncias quelantes no solo que o indisponibilizam para o uso. O objetivo do trabalho foi estudar o estresse oxidativo causado por diferentes concentrações de P em duas cultivares de trigo, Toropi, tolerante à deficiência, e Anahuac, sensível à deficiências de P. As plântulas foram crescidas sob condição hidropônica com 0 μM, 100 μM, 500 μM e 1000 μM de KH2PO4, após 10 dias de tratamento, raízes e parte aérea foram coletadas. Foram analisadas as enzimas catalase (CAT), glutationa redutase (GR) e ascorbato peroxidase (APX); quantificado o conteúdo de ácido ascórbico (AsA) e tióis não protéicos (NPSH) e os níveis de clorofila A, B e carotenóides. O estresse oxidativo foi verificado através do teor de malonaldeído (MDA), que avalia os níveis de peroxidação lipídica, e do teor de peróxido de hidrogênio (H2O2) e superóxido. Toropi e Anahuac apresentaram diferenças quanto à produção de espécies reativas de oxigênio quando expostas às situações de deficiência de fósforo. Houve incremento na produção de H2O2 na parte aérea de Anahuac, e de superóxido apenas para Toropi com o aumento da disponibilidade de P. A peroxidação lipídica mostrou-se muito superior nas folhas de Toropi, especialmente nas condições extremas de P. Por outro lado nas raízes somente Anahuac mostrou aumento da peroxidação com o aumento da disponibilidade de P. É possível que níveis muito baixos de espécies reativas de oxigênio (EROs) nas raízes, em decorrência da ausência de P, afetem negativamente o crescimento da raiz de Anahuac. Quanto aos pigmentos cloroplastídicos, o conteúdo de clorofila B e carotenóides foram similares e o conteúdo de clorofila A foi constante. O conteúdo de AsA foi amplamente superior nas raízes em comparação com as folhas para Toropi e Anahuac e o mesmo padrão de produção de NPSH foi observado para as duas cultivares. Os resultados obtidos sugerem que aumento na disponibilidade de P, causa aumento na produção de EROs, o qual é contra-atacado por incremento na atividade de enzimas antioxidantes, GR e APX, e pelo aumento na produção de carotenóides e clorofila B em Toropi. Anahuac responde ao estresse oxidativo causado pela maior disponibilidade de P via aumento da atividade de catalase, porém não eficientemente, uma vez que os níveis de peroxidação de lipídeos se elevam.

Phosphorus (P) is one of the most important nutrients for plant growth. However, it is known that its availability is often hampered by the presence of chelating substances in the soil, which turns it unavailable. In order to study the oxidative stress caused by different concentrations of P in two cultivars of wheat, Toropi (tolerant) and Anahuac (sensitive to P deficiency), seedlings were grown under hydroponic conditions with 0 μM, 100 μM, 500 μM e 1000 μM de KH2PO4, after 10 days of treatment, roots and shoots were collected. The activity of antioxidative enzymes, catalase (CAT), glutathione reductase (GR) and ascorbate peroxidase (APX) were analyzed, the content of ascorbic acid (AsA) and non-protein thiols (NPSH) chlorophyll A, B and carotenoids were quantified. Oxidative stress was verified by the content of malonaldehyde (MDA), which assesses the levels of lipid peroxidation, also hydrogen peroxide and superoxide were quantified. Toropi and Anahuac showed differences in the production of reactive oxygen species when exposed to phosphorus deficiency. There was an increase in the production of H2O2 in the shoot of Anahuac, and of superoxide for Toropi when P availability was increased. Lipid peroxidation was found to be much higher in the leaves of Toropi, especially in the extreme conditions of P, on the other hand, in the roots only Anahuac showed increase in lipid peroxidation with increase in P availability. It is possible that very low levels of reactive oxygen species (ROS) in the roots, due to the P starvation, negatively affect root growth of Anahuac. The content of chlorophyll B and carotenoids were similar and the chlorophyll A content was constant. The AsA content was far greater in the roots than in the leaves for both cultivars and a similar pattern of NPSH production was observed. The results suggest that increase in P availability, induces ROS production, which is counteracted by increased activity of antioxidant enzymes, GR and APX, and higher content of carotenoids and chlorophyll B in Toropi. Anahuac responded to the oxidative stress caused by higher P availability by increasing catalase activity, but not efficiently, since the levels of lipid peroxidation also increased.