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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23317
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Avaliação de aspectos bioquímicos da crioinjúria e da capacidade biossintética de Passiflora suberosa L. após a criopreservação |
Título(s) alternativo(s): | Evaluation of the biochemical aspects of cryoinjury and biosynthetic capacity of Passiflora suberosa L. after cryopreservation. |
Autor: | Almeida, Marcela Gomes Vianna ![]() |
Primeiro orientador: | Almeida, Georgia Pacheco Peters de |
Primeiro coorientador: | Oliveira, Elisabeth Atalla Mansur de |
Primeiro membro da banca: | Gurgel, Cláudia Simões |
Segundo membro da banca: | Silva, Nina Claudia Barboza da |
Terceiro membro da banca: | Silva, Maria Carolina Anholeti da |
Quarto membro da banca: | Marques, Andre Mesquita |
Resumo: | Passiflora suberosa L., conhecida como maracujazinho-cortiça, é uma espécie silvestre de maracujá, com potencial agronômico, ornamental e medicinal. Dessa forma, estratégias, que visam à conservação desta espécie como a criopreservação, são consideradas de grande relevância. Como o processo de criopreservação pode estar associado a danos oxidativos que causam injúrias e resultam em baixas taxas de sobrevivência, o objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos bioquímicos associados à crioinjúria visando à identificação das etapas críticas do protocolo de criopreservação de ápices caulinares de P. suberosa pelatécnica de V-Crioplaca. Para a avaliação de injúrias oxidativas, a peroxidação de lipídios de membrana e a atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX) foram quantificadas em diferentes etapas do protocolo de criopreservação. Além disso, diferentes concentrações de ácido ascórbico e glutationa foram adicionadas nas etapas críticas do processo criogênico visando à redução do estresse oxidativo. A estabilidade metabólica de plantas derivadas de ápices caulinares criopreservados, foi analisada por meio de Cromatografia em Camada Delgada, Cromatografia Líquida de Alta Eficiência e pela avaliação do potencial antioxidante. O conteúdo de malondialdeído (subproduto da peroxidação de lipídios) nos explantes foi significativamente maior após tratamento com a solução crioprotetora PVS3 e imersão em nitrogênio (NL), com valores até 2,5 maiores que os observados nos controles. Contudo, essas taxas foram reduzidas durante a etapa de recuperação. Todas as enzimas antioxidantes analisadas (SOD, CAT, APX) apresentaram um aumento expressivo das suas atividades nas etapas iniciais do protocolo de criopreservação, embora tenha sido observada uma redução significativa nas atividades específicas de SOD e CAT após a osmoproteção. Com base nesses resultados, a osmoproteção e desidratação foram consideradas os estágios mais críticos do protocolo de criopreservação de ápices caulinares de P. suberosa por V- Crioplaca. Contudo, a aplicação direcionada de ácido ascórbico e glutationa, nessas etapas, visando à redução do estresse oxidativo, não levou ao aumento das taxas de recuperação de plantas pósresfriamento. Na investigação da manutenção da estabilidade metabólica após a criopreservação, as análises cromatográficas não apontaram diferenças entre folhas de plantas submetidas ou não à criopreservação. Da mesma forma, um elevado potencial antioxidante foi observado em todos os extratos analisados, evidenciado tanto pela captura direta de radicais livres, quanto pela capacidade de quelar íons metálicos. A atividade antioxidante dos diferentes materiais foi ainda relacionada à presença de flavonoides, ácidos fenólicos e saponinas nos extratos. Os resultados obtidos contribuem para a maior compreensão das respostas celulares de plantas tropicais ao estresse induzido pelo frio e pela desidratação. Além disso, a manutenção da capacidade biossintética em plantas derivadas de ápices criopreservados agrega informações relevantes para o estudo do funcionamento do metabolismo secundário durante e após a criopreservação. Esse conjunto de dados confirma a eficiência da criopreservação como uma estratégia de conservação em longo prazo para P. suberosa. |
Abstract: | Passiflora suberosa L., commonly known as maracujazinho-cortiça is a wild species of passion fruit with agronomic, ornamental and medicinal potential. Thus, strategies aiming at the conservation of this species, such as cryopreservation, are considered of great relevance. Since the cryopreservation process can be associated with oxidative damage that causes injuries and results in low survival rates, the objective of this study was to evaluate biochemical aspects associated with cryoinjury, aiming at identifying the critical steps of the cryopreservation protocol for P. suberosa shoot tips using the V-Cryoplate technique. For the evaluation of oxidative injuries, membrane lipid peroxidation and the activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) were quantified at different stages of the cryopreservation protocol. In addition,different concentrations of ascorbic acid and glutathione were added at the critical steps of the cryogenic process in order to reduce the oxidative stress. The metabolic stability of plants derived from cryopreserved shoot tips was analyzed by Thin Layer Chromatography, High Performance Liquid hromatography and by the evaluation of the antioxidant potential. The malondialdehyde content (subproduct of lipid peroxidation) in the explants was significantly higher after treatment with the cryoprotectant solution PVS3 and immersion into nitrogen (LN), with values up to 2.5 times higher than those observed in the controls. However, these rates were reduced during the regrowth stage. All antioxidant enzymes analyzed (SOD, CAT, APX) showed an expressive increase in their activities during the early stages of the cryopreservation protocol, although a significant reduction of the specific activities of SOD and CAT was observed after osmoprotection. Based on these results, osmoprotection and dehydration were considered the most critical stages of the cryopreservation protocol for P. suberosa shoot tips using V-Cryo-plate. However, the application of ascorbic acid and glutathione in these stages, aiming at reducing the oxidative stress, did not lead to an increase in plant recovery rates. In the investigation of the metabolic stability after cryopreservation, the chromatographic analyzes did not show differences between leaves of plants submitted or not to cryopreservation. Likewise, a high antioxidant potential was observed in all extracts, both by the direct scavenge of free radicals and by the ability to chelate metallic ions. The antioxidant activity of the different materials was also associated with the presence of flavonoids, phenolic acids and saponins in the extracts. These results contribute to a better understanding of the cellular responses of tropical plants to the stressful conditions induced by cold and dehydration. Furthermore, maintenance of biosynthetic capacity in plants derived from cryopreserved shoot tips provides relevant information for the study of the functioning of secondary metabolism during and after cryopreservation. These data confirm the effectiveness of cryopreservation for long-term conservation of P. suberosa. |
Palavras-chave: | Cryoprotection Oxidative stress Passion fruit Secondary metabolites Crioproteção Estresse oxidativo Maracujá Metabólitos secundários V-Crioplaca Criopreservação V-Cryoplate |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::BOTANICA APLICADA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal |
Citação: | ALMEIDA, Marcela Gomes Vianna. Avaliação de aspectos bioquímicos da crioinjúria e da capacidade biossintética de Passiflora suberosa L. após a criopreservação. 2021. 114 f. Tese (Doutorado em Biologia Vegetal) - Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23317 |
Data de defesa: | 7-Dez-2021 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Biologia Vegetal |
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