Resumo em Português:
Nesta revisão, a interação planta-inseto é abordada como um sistema dinâmico, sujeito a contínuas variações e mudanças. As plantas desenvolveram diferentes mecanismos para reduzir o ataque de insetos, incluindo respostas específicas que ativam diferentes vias metabólicas as quais alteram consideravelmente suas características químicas e físicas. Por outro lado, os insetos desenvolveram várias estratégias para superar as barreiras defensivas das plantas, permitindo a sua alimentação, desenvolvimento e reprodução em seus hospedeiros. Esta revisão enfoca vários aspectos desta complexa interação entre plantas e insetos, incluindo substâncias derivadas de compostos químicos, moléculas produzidas a partir do processamento de proteínas e compostos voláteis das plantas, enquanto que a metabolização, seqüestro ou fuga são empregados em contrapartida pelos insetos.Resumo em Inglês:
In this review, plant-insect interaction is discussed as a dynamic system, subjected to continual variation and change. Plants developed different mechanisms to reduce insect attack, including specific responses that activate different metabolic pathways which considerably alter their chemical and physical aspects. On the other hand, insects developed several strategies to overcome plant defense barriers, allowing them to feed, grow and reproduce on their host plants. This review foccuses on several aspects of this complex interaction between plants and insects, including chemical-derived substances, protein-derived molecules and volatile compounds of plants whereas metabolization, sequestration or avoidance are in turn employed by the insects.Resumo em Português:
As plantas, em condições naturais ou experimentais, podem ser submetidas à disponibilidade de O2 que varia desde os teores normais (normoxia), passando pela deficiência (hipoxia) ou até mesmo pela ausência (anoxia). Vários processos metabólicos são afetados pela deficiência de O2, porém os eventos mais estudados são aqueles relacionados à respiração e ao metabolismo de N. Na ausência de um aceptor eletrônico terminal na cadeia de transporte de életrons, o ciclo do ácido tricarboxílico passa a funcionar parcialmente e em ambas as direções. Ocorre a acidificação do citosol e o piruvato, produto da glicólise, é transformado em lactato e etanol, que representam as principais reações fermentativas das plantas. A alanina é o terceiro mais importante produto do metabolismo anaeróbico, sendo resultante de altas taxas de interconversão entre os aminoácidos em que as transaminases, tais como alanina aminotransferase, desempenham um papel importante. O acúmulo de alanina sob anaerobiose parece ser independente da fonte de N: NO3-, NH4+ ou N2 e o seu papel precisa ser esclarecido. Da mesma forma, ainda não está completamente entendido como o NO3- exerce seu efeito benéfico sobre a tolerância radicular à hipoxia em plantas encharcadas. Tais aspectos do metabolismo de N colocam desafios interessantes para as futuras pesquisas sobre as respostas das plantas à deficiência de oxigênio.Resumo em Inglês:
Plants, under natural or experimental conditions, can be subject to a range of O2 concentrations from normal (normoxia) through deficient (hypoxia) to total absence (anoxia). Many metabolic processes are affected by O2 deficiency but the most studied events are those related to respiration and metabolism of N. In the absence of a terminal electron acceptor for the electron transport chain, the tricarboxylic acid cycle functions only partially and in both directions. Acidification of the cytosol occurs and pyruvate, the product of glycolysis, is transformed to lactate and ethanol, which represent the main fermentation reactions in plants. Alanine is the third most important product of anaerobic metabolism, resulting from high rates of amino acid interconversion in which transaminases such as alanine aminotransferase play an important role. The role of alanine accumulation under anaerobiosis is not clear and appears to be independent of the source of N whether NO3-, NH4+ or N2. How nitrate exerts its beneficial effect on tolerance of root hypoxia in waterlogged plants is still not clearly understood. Such aspects of N metabolism pose interesting challenges for future research on metabolic responses of plants to oxygen deficiency.Resumo em Português:
A espécie Coffea arabica é considerada sensível às baixas temperaturas, podendo ser afetada em todo o seu ciclo. A injúria pelo frio (temperaturas baixas acima de zero) se caracteriza, principalmente, pela inibição do processo fotossintético. Este trabalho teve como objetivo avaliar a participação dos pigmentos fotossintéticos na tolerância de plântulas de cafeeiro (C. arabica L.) à temperatura de resfriamento. A avaliação da atividade fotossintética foi feita através da emissão de fluorescência da clorofila a à temperatura ambiente (25 ºC) in vivo e in situ, usando um fluorímetro portátil. O conteúdo dos pigmentos foi obtido a partir da extração com acetona 80 % e a peroxidação lipídica estimada a partir das medidas do conteúdo de MDA em extratos do tecido foliar. Os resultados indicaram uma redução generalizada na eficiência quântica do PSII quando as plântulas foram mantidas no escuro. A redução ocorreu tanto nas plântulas submetidas ao tratamento de resfriamento, quanto no material controle. Isso demonstra que não apenas a temperatura de resfriamento estaria atuando como causa dessas alterações na atividade do PSII. É provável que tenha ocorrido um esgotamento das reservas do tecido, com a taxa respiratória excedendo à fotossintética, já que essa era nula, uma vez que a energia de excitação esteve comprometida pela permanência das plântulas no escuro. A eficiência na captura, transferência e utilização da energia luminosa em reações fotoquímicas no PSII, requer uma seqüência de eventos fotoquímicos, bioquímicos e biofísicos intimamente dependentes da integridade estrutural do aparelho fotossintético. Sendo que essa eficiência se mostrou mais dependente da ação protetora dos pigmentos cloroplastídicos do que propriamente da concentração desses.Resumo em Inglês:
Coffea arabica is considered to be sensitive to low temperatures, being affected throughout its entire life cycle. Injury caused by chilling (low temperatures above zero degree centigrade) is characterized primarily by inhibition of the photosynthetic process. The objective of this work was to evaluate the role of photosynthetic pigments in the tolerance of coffee (C. arabica L.) seedlings to chilling. The evaluation the photosynthetic activity was made by emission of Chl a fluorescence at room temperature (25 ºC) in vivo and in situ, using a portable fluorometer. The pigment content was obtained by extraction with 80 % acetone, while estimation of membrane lipid peroxidation was determined by measuring the MDA content in leaf tissue extracts. The results indicated a generalized reduction in the quantum yield of PSII when the seedlings were maintained in the dark. The reduction occurred in the seedlings submitted to chilling treatment as well as in the control ones. This demonstrates that not only chilling acts to cause an alteration in PSII. It is possible that the tissue storage reserves had been totally exhausted, with the respiratory rate exceeding the photosynthetic rate; the later was nil, since the seedlings were kept in the dark. The efficiency in the capture, transfer and utilization of light energy in PS II photochemical reactions requires a sequence of photochemical, biochemical and biophysical events which depend on the structural integrity of the photosynthetic apparatus. However, this efficiency was found to be related to the protective action of chloroplastid pigments, rather than to the concentration of these pigments.Resumo em Português:
Utilizaram-se plantas de feijão (Phaseolus vulgaris L. cv Carioca e Negro Huasteco) e caupi (Vigna unguiculata L. Walp, cv Epace 10) crescidas em câmara controlada com FFF de 200 mimol.m-2.s-1 e temperatura média do ar 25 ± 1 ºC. Aos 12 ou 13 dias, as plantas foram submetidas aos tratamentos de temperatura (25, 30, 35, 40, 45 e 48 ºC) por 1,5 h. A eficiência fotoquímica do PSII foi monitorada, durante a recuperação das plantas, por meio da fluorescência da clorofila a, em seis períodos (0,5; 1, 2, 4, 24, e 48 h) após a indução do estresse. As variáveis da fluorescência da clorofila a foram obtidas com um fluorímetro de luz modulada a 25 ºC. A temperatura de 45 ºC provocou um aumento em Ffi, com um decréscimo a 48 ºC para todas as cultivares. Houve uma queda no valor da Fmax a 48 ºC para Carioca e Negro Huasteco, mas não para Epace 10, mostrando uma possível correlação entre queda na Fmax e suscetibilidade dessas cultivares à alta temperatura. Os baixos valores de Fmax ocorridos a 48 ºC, indicam perda da atividade do PSII e foi precedido pela morte das plantas. Com o aumento da temperatura não houve alterações na razão Fv/Fmax para Epace 10 ao passo que Carioca e Negro Huasteco atingiram valores nulos a 48 ºC, mostrando a discrepância das cultivares em relação a alta temperatura.Resumo em Inglês:
Bean (Phaseolus vulgaris L., cv. Carioca and cv. Negro Huasteco) and cowpea plants (Vigna unguiculata L. Walp cv. Epace 10) were grown in a growth chamber with PPF at leaf level of 200 mumol.m-2.s-1 and air temperature 25 + 1 ºC. The first fully expanded pair of leaves of 12-day-old plants was submitted to high temperature stress (25, 30, 35, 40, 45 and 48 ºC) for 1.5 h. The photochemical efficiency of PSII during recovery was monitored by means of chlorophyll a fluorescence at six different times (0.5, 1, 2, 4, 24, and 48 h) after stress, at 25 ºC, using a modulated fluorimeter. Increasing temperature promoted an increase in Fphi at 45 ºC, possibly associated with dissociation of the light harvesting complex from the reaction centre of PSII, but a decrease was observed at 48 ºC in all cultivars. Fmax decreased at 48 ºC in Carioca and Negro Huasteco, but not in Epace 10, showing a possible correlation between heat tolerance and Fmax for this cultivar. The low values of Fmax in Carioca and Negro Huasteco indicated a loss of PSII activity followed by death of these plants. Fv/Fmax did not vary in Epace 10 but varied in Carioca and Negro Huasteco with increasing temperatures.Resumo em Português:
A influência do ácido succínico na toxicidade de Zn foi estudada, tendo-se o crescimento das plantas e a absorção mineral como parâmetros indicadores de estresse. Plantas de ervilha (Pisum sativum L., cv. Citrine) foram tratadas com várias concentrações de Zn (0,67 a 700 miM) na presença ou ausência de 0,2 mM de succinato de sódio. Plantas pré tratadas com succinato e então expostas ao Zn apresentaram maior massa seca de raízes, caules e folhas que plantas apenas tratadas com Zn. Aumento no fornecimento de Zn resultou em decréscimo nas concentrações de Ca, Mg, P nas raízes, mas aumento de Ca e N levels nos caules e folhas. A quantidade de Zn nas raízes, caules e folhas aumentou com o aumento do suprimento de Zn. O tratamento com succinato levou ao aumento P nas raízes e não afetou os conteúdos de Ca, N, Mg nas plantas tratadas com Zn. A maior parte do Zn absorvido ficou retido nas raízes depois do tratamento com o succinato. A melhora causada pelo succinato no crescimento das plantas talvez tenha sido devido ao acúmulo de Zn nas raízes, em função da maior complexação pelo íon orgânico, havendo menor translocação para as folhas e caules.Resumo em Inglês:
The influence of succinate treatment on Zn toxicity was investigated using plant growth and mineral uptake as stress indicators. Pea plants (Pisum sativum L., cv. Citrine) were treated with various Zn concentrations (0.67 to 700 muM Zn) in the presence and absence of 0.2 mM Na-succinate. Plants pre-treated with succinate and then exposed to Zn exhibited higher dry root, stem and leaf weight than the plants treated with Zn alone. An increase in Zn supply resulted in a decrease in the concentrations of Ca, Mg, P in the roots and an increase of Ca and N levels in the stems and leaves. The amount of Zn in the roots, stems and leaves increased with greater Zn rates. The succinate treatment increased P in the roots but did not affect the Ca, N and Mg contents in Zn-treated plants. Most of the Zn taken up was retained in the roots after succinate treatment. The ameliorative effect of succinate on plant growth could be due to a lower Zn translocation in the leaves and stems and increased Zn accumulation in the roots. Lower Zn translocation in aboveground parts seemed to result from Zn complexing by organic anion in the roots. This probably caused less Zn transport to the stems and leaves and suggested that succinate has potential for complexing with Zn and may play a role in tolerance to high Zn levels.Resumo em Português:
A hipótese de que a sensibilidade estomática ao ácido abscísico (ABA) possa ser influenciada pelas características da seiva xilemática, como pH e concentração de Ca2+, NO3- e PO4(3-), foi testada em plantas de Lycopersicon esculentum L. var. Santa Clara submetidas a estresse hídrico induzido pela adição de PEG 6000 à solução nutritiva. Estimou-se a sensibilidade estomática ao ABA pela relação transpiração/ABA xilemático. Plantas intactas foram submetidas a estresse hídrico rápido e lento e determinaram-se as variações de pH e as concentrações de Ca2+, NO3- e PO4(3-) na seiva do xilema Também se estudaram os efeitos de diversas concentrações de Ca2+, NO3- e PO4(3-) sobre a transpiração em folhas destacadas imersas em seiva artificial contendo ABA exógeno. Nas plantas intactas submetidas a estresse rápido, o aumento nas concentrações de Ca2+, NO3- e PO4(3-) levou a um gradativo acréscimo da sensibilidade estomática ao ABA contido no xilema. Com estresse lento, o Ca2+ não influenciou a sensibilidade estomática ao ABA. Em folhas destacadas, a concentração de ABA exógeno necessário para promover redução na taxa transpiratória foi de 2,5 miM. A presença de Ca2+ na seiva xilemática estimulou o efeito inibitório sobre a taxa transpiratória, promovido pelo ABA. O aumento nas concentrações de Ca2+ e NO3- na seiva artificial intensificou o fechamento estomático induzido por ABA.Resumo em Inglês:
Stomatal sensitivity to abscisic acid (ABA) can be modified by variations in the xylem sap traits such as pH, Ca2+, NO3- and PO4(3-) concentrations. In order to verify this hypothesis, plants of Licopersicon esculentum L. cv. Santa Clara were submitted to sudden and slow onset of water stress by PEG 6000 addition to the nutritive solution. The stomatal sensitivity to ABA was estimated by changes in the transpiration/xylematic ABA ratio. To evaluate the inhibitory effect of Ca2+, NO3- and PO4(3-) at different concentrations, detached leaves were submerged in artificial sap containing exogenous ABA. In intact plants, under sudden stress treatment, the ion concentration increment gradually raised the stomatal sensitivity to xylem ABA. Under slow stress treatment the stomatal response to ABA was not modified by Ca2+. A dose of 2.5 µM exogenous ABA was needed to induce a drop in the transpiration rate of detached leaves. The presence of Ca2+ in the transpiration flux stimulated the ABA inhibitory effect on transpiration rate.The stomatal closure response to ABA was intensified when Ca2+ and NO3- were added to the artificial sap.Resumo em Português:
Sementes recém-colhidas de girassol (Helianthus annuus L., Asteraceae) apresentam dormência fisiológica localizada no eixo embrionário, bloqueando a germinação em baixas temperaturas. Contudo, os embriões dormentes apresentam germinabilidade próxima a 100 % quando incubados na presença de etileno durante a embebição. Para verificar se determinadas proteinases estão envolvidas na quebra da dormência pelo etileno, embriões dormentes de girassol foram tratados com os inibidores de proteinases leupeptina e E64 e o inibidor específico do proteasoma lactacistina (clasto-lactacystin ß-lactone). Observou-se que embriões incubados a 10 ºC na ausência de etileno apresentaram germinabilidade menor que 10 % em todos os inibidores testados. Embriões incubados a 10 ºC na presença de etileno apresentaram alta germinabilidade (~90 %) nos tratamentos com leupeptina, E64, água e DMSO, contudo, no tratamento com lactacistina a germinabilidade foi reduzida significativamente (< 20 %) numa relação concentração-dependente. Incubação dos embriões a 25 ºC, temperatura na qual a germinação ocorre sem necessidade de etileno, a lactacistina não afetou a germinabilidade (> 90 %), mas aumentou significativamente o tempo médio de germinação. Os resultados sugerem que a atividade do proteasoma pode estar envolvida tanto na quebra da dormência por etileno como na progressão da germinação de embriões de girassol.Resumo em Inglês:
Freshly harvested sunflower seeds (Helianthus annuus L., Asteraceae) present physiological dormancy localized at the embrionary axis which prevents germination at low temperatures. However, dormant embryos reach about 100 % germination when incubated with the phytohormone ethylene during imbibition. To examine whether proteinase activities are implicated in the breaking of dormancy by ethylene, dormant embryos were treated with the proteinase inhibitors leupeptin, E64 and the proteasome specific inhibitor clasto-lactacystin ß-lactone (lactacystin). A few embryos (< 10 %) germinated at 10 ºC in absence of ethylene but ethylene-treated embryos reached high germinability (~90 %) in the presence of leupeptin, E64, water and DMSO. On the other hand, incubation in lactacystin strongly reduced (< 20 %) the ethylene-induced germination in a dose-dependent manner. Lactacystin did not affect the germinability at 25 ºC (temperature in which the embryos are no longer dormant) but increased the average germination time. The results suggest that proteasome activity may be involved in the removal of dormancy by ethylene and in the progression of the germination of sunflower embryos.Resumo em Português:
A habilidade de tolerar a exposição à temperatura subzero (-196 ºC) foi avaliada em sementes ortodoxas de 66 espécies tropicais, pertencentes a 21 famílias botânicas e procedentes dos biomas Cerrado e Mata Atlântica. Nitrogênio líquido não teve efeito sobre a germinabilidade de sementes de 51 espécies. O efeito favorável da temperatura criogênica, seguida ou não de escarificação química, sobre a germinação foi observado em sementes de nove espécies apresentando dormência física ou heterogeneidade de dureza da testa ou não dormentes. Redução significativa de germinabilidade foi observada em sementes de seis espécies, possivelmente devido a fatores atuando individualmente ou não nas sementes, tais como, conteúdo de umidade inadequado, efeito prejudicial do rápido congelamento (263 ºC.min-1) ou contaminação fúngica. Os resultados obtidos sugerem que a criopreservação pode ser uma alternativa promissora para o armazenamento da maioria das sementes das espécies testadas.Resumo em Inglês:
The ability to tolerate ultra-low temperature (-196 ºC) exposure was evaluated in 66 tropical orthodox seed species of 21 botanical families from the Cerrado (Brazilian Savannah) and Atlantic Forest Brazilian biomes. Liquid nitrogen had no effect on the germinability of 51 seed species. The stimulatory effect of cryogenic temperature on germinability, with or without subsequent chemical scarification, was observed in nine seed species with deep physical dormancy, or heterogeneous levels of seed hardness, or with no dormancy. Significant reduction in germinability occurred in six seed species, presumably because of factors acting individually or in combination on these seeds, such as inappropriate moisture content, or the potentially detrimental effect of rapid cooling (263 ºC.min-1) or fungal contamination. The results obtained suggest that cryopreservation may be a promising alternative for storing most of the seed species tested.Resumo em Português:
Os conteúdos dos principais componentes do metabolismo primário (açúcares solúveis, amido, proteínas, óleos, ácidos graxos) e de minerais (P, Ca, Mg, K, Fe, Zn, Mn, Cu) foram caracterizados em sementes de cinco espécies arbóreas da Amazônia Brasileira (A. parviflora, B. excelsa, H. tomentosa, H. parviflora e P. pendula). O conteúdo de açúcares solúveis foi maior em P. pendula (14 %) e o de amido predominou em sementes de A. parviflora (58,7 %). Sementes de A. parviflora (35.1 %) e H. parviflora (32.4 %) mostraram-se ricas em proteínas. O conteúdo de óleo variou de 1,4 % em A. parviflora a 70,7 % em B. excelsa. Sementes de P. pendula têm 28,4 % de óleo e junto com sementes de B. excelsa, podem ser consideradas como sementes oleaginosas. Independente da espécie, a composição de ácidos graxos mostrou maior proporção de ácidos graxos insaturados, principalmente ácidos oléico e linoléico. B. excelsa e P. pendula também apresentaram maiores quantidades de P, Mg, K e Zn.Resumo em Inglês:
The contents of the main components of the primary metabolism (soluble sugars, starch, proteins, oils, fatty acids) and minerals (P, Ca, Mg, K, Fe, Zn, Mn, Cu) were characterized in seeds of five Brazilian Amazon tree species (Andira parviflora, Bertholletia excelsa, Helicostylis tomentosa, Hymenaea parviflora, and Parkia pendula). Soluble sugar contents were high in P. pendula seeds (14 %), whereas starch predominated in A. parviflora seeds (58.7 %). A. parviflora and H. parviflora seeds were rich in proteins (35.1 % and 32.4 %, respectively). The oil contents ranged from 1.4 % in A. parviflora to 70.7 % in B. excelsa. Only B. excelsa and P. pendula seeds may be considered oilseeds, with 70.7 % and 28.4 % oil, respectively. The fatty acid compositions showed high proportions of unsaturated fatty acids, mainly oleic and linoleic acids, regardless of the species. B. excelsa and P. pendula also showed high amounts of P, Mg, K and Zn.