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  • Universidade de So Paulo

    Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz

    Alteraes fotossintticas e respostas oxidativas em plantas de cana-de-acar

    (Saccharum officinarum l.) tratadas com paraquat

    Roberta Magalhes Chagas

    Dissertao apresentada para obteno do ttulo

    de Mestre emCincias. rea de Concentrao:

    Fisiologia e Bioqumica de Plantas.

    PIRACICABA

    2007

  • 2

    Roberta Magalhes Chagas

    Biloga

    Alteraes fotossintticas e respostas oxidativas em plantas de cana-de-acar

    (Saccharum officinarum L.) tratadas com paraquat

    Orientadora: Profa. Dra. HELAINE CARRER

    Dissertao apresentada para obteno do ttulo de

    Mestre emCincias. rea de Concentrao:

    Fisiologia e Bioqumica de Plantas.

    PIRACICABA

    2007

  • Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)

    DIVISO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAO - ESALQ/USP

    Chagas, Roberta Magalhes Alteraes fotossintticas e respostas oxidativas em plantas de cana-de-acar

    (Saccharum officinarum L.) tratadas com paraquat / Roberta Magalhes Chagas. - - Piracicaba, 2007.

    82 p. : il.

    Dissertao (Mestrado) - - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2007. Bibliografia.

    1. Cana-de-acar 2. Fotossntese 3. Herbicidas 4. Superxido dismutase I. Ttulo

    CDD 633.61

    Permitida a cpia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte O autor

  • 3

    Talvez possamos um dia nos arrepender do que fizemos...

    Mas o arrependimento sinal de que no tivemos medo de tentar...

    E da se as coisas no deram certo como deveriam...

    E da se no era bem o que queramos?

    E nossa vida segue... para tentarmos e errarmos muitas vezes...

    Isso viver e aprender.

    Oscar Wilde

  • 4

    Aos meus queridssimos pais, Jeov Filho e Vldia Magalhes

  • 5

    AGRADECIMENTOS

    Ao Prof. Dr. Joaquim Albensio G. Silveira, meu mestre, no verdadeiro sentido da palavra. Sem o

    seu apoio este trabalho no teria se concretizado. Obrigada pelos conselhos e contribuies

    cruciais para este trabalho e para minha formao acadmica. Sempre lhe serei grata.

    Profa. Dra. Helaine Carrer, pela orientao, confiana e apoio para a realizao deste trabalho,

    pelas sugestes e crticas ao mesmo.

    Ao Prof. Dr. Victor Vitorello, pela co-orientao e pronta disponibilizao de seu laboratrio e

    casa de vegetao para desenvolvimento deste trabalho.

    Ao Dr. Rafael Ribeiro, do IAC, pela inestimvel ajuda com as anlises de fluorescncia da

    clorofila, bem como na anlise dos resultados obtidos.

    CAPES, pela concesso da bolsa de estudo.

    Aos amigos Josemir e Christine, da UFC, pelo auxlio nas atividades enzimticas.

    CTC pela concesso dos toletes de cana-de-acar, e ao grupo de plantas daninhas, coordenado

    pelo Prof. Christoffoletti, pela aplicao do herbicida em estudo.

    Aos mestres do Programa de ps-graduao em Fisiologia e Bioqumica de plantas, pela

    contribuio de conhecimentos em minha formao de mestre.

    Aos colegas do Laboratrio de Biologia Molecular, em especial, ao amigo Adriano e aos demais

    colegas, Carlos, Ftima, Eduardo, Valesca, Danila, Simone e Keini, pela amigvel convivncia.

    Por fim, mas superiormente importante, Daniel Becker, pelo apoio incondicional e maravilhosa

    companhia durante esses anos. minha avozinha, por suas oraes dirias, e meus queridos

    pais, pelo suporte e afeto, mesmo distncia.

  • 6

    SUMRIO

    RESUMO .......................................................................................................................... 8

    ABSTRACT ............................................ ........................................................................ 9

    LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................... 10

    LISTA DE TABELAS ...................................................................................................... 12

    ABREVIATURAS E DEFINIES ................................................................................ 13

    1 INTRODUO ............................................................................................................ 14

    2 REVISO BIBLIOGRFICA...................................................................................... 16

    2.1 A cana-de-acar ....................................................................................................... 16

    2.2 Ao do Paraquat em plantas ..................................................................................... 17

    2.3 A fluorescncia da clorofila a .................................................................................... 19

    2.4 O estresse oxidativo em plantas ................................................................................. 21

    2.5 Algumas enzimas antoxidantes .................................................................................. 24

    2.5.1 Superxido dismutase (SOD) ................................................................................. 25

    2.5.2 Ascorbato Peroxidase (APX) .................................................................................. 25

    2.6 Protenas induzidas sob condies de estresse .......................................................... 26

    3 MATERIAIS E MTODOS......................................................................................... 28

    3.1 Estratgia experimental e delineamento estatstico ................................................... 28

    3.2 Material vegetal ......................................................................................................... 28

    3.3 Conduo do experimento ......................................................................................... 28

    3.4 Anlise da fluorescncia da clorofila a ...................................................................... 29

    3.5 Concentrao de espcies reativas ao cido tiobarbitrico (TBARS) ....................... 30

    3.6 Contedo de clorofilas ............................................................................................... 31

    3.7 Extrao e determinao das concentraes de protenas solveis e insolveis ........ 31

    3.8 Eletroforese desnaturante em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) ........................... 32

    3.8.1 Revelao do gel com nitrato de prata e coomassie blue ....................................... 33

    3.9 Atividade de superxido dismutase ........................................................................... 34

    3.9.1 Atividade de SOD por espectrofotometria ............................................................. 34

    3.9.2 Atividade de SOD em gel ....................................................................................... 34

    3.10 Atividade de ascorbato peroxidase .......................................................................... 35

    3.11 Extrao de protenas totais para eletroforese bidimensional .................................. 35

  • 7

    3.12 Focalizao isoeltrica (IEF) e SDS-PAGE ............................................................ 38

    4 RESULTADOS E DISCUSSO................................................................................... 39

    4.1 Efeitos do tratamento sobre a fluorescncia da clorofila a ........................................ 39

    4.2 Efeitos do tratamento sobre indicadores bioqumicos de resposta ao estresse

    oxidativo......................................................................................................................

    47

    4.2.1 Peroxidao de lipdeos .......................................................................................... 49

    4.2.2 Contedo de clorofilas totais, a e b ........................................................................ 51

    4.2.3 Concentrao de protenas solveis e insolveis .................................................... 53

    4.2.4 SDS-PAGE 12,5% de protenas solveis e insolveis ........................................... 55

    4.2.5 Atividade da enzima Superxido Dismutase (SOD) ............................................... 56

    4.2.6 Atividade da enzima Ascorbato Peroxidase (APX) ................................................ 60

    4.3 Efeitos do tratamento sobre a expresso de protenas totais por gis 2-D ................. 61

    5 CONCLUSES ............................................................................................................. 66

    REFERNCIAS................................................................................................................ 67

    ANEXOS ......................................................................................................................... 81

  • 8

    RESUMO

    Alteraes fotossintticas e respostas oxidativas em plantas de cana-de-acar (Saccharum officinarum L.) tratadas com paraquat

    Este trabalho teve como objetivo analisar os efeitos fisiolgicos do herbicida Paraquat, indutor de estresse oxidativo, em plantas de cana-de-acar (Saccharum officinarum L.). A escolha desta espcie como modelo fisiolgico deste estudo deveu-se a sua importncia econmica para o pas, em especial para o Estado de So Paulo. O Paraquat (PQ) um herbicida de contato que atua especificamente no Fotossistema II bloqueando o fluxo de eltrons e impedindo a reduo do NADPH, aceptor final de eltrons. Como consequncia, h a formao de radicais instveis, reativos com a molcula de oxignio (EROs), os quais causam danos em membra

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