Responses of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments and carbohydrates in micropropagated Pitcairnia encholirioides L.B. Sm. (Bromeliaceae) under ex vitro water deficit and after rehydration / Respostas de enzimas antioxidantes, pigmentos fotossintéticos e carboidratos em Pitcairnia encholirioides L.B. Sm. (Bromeliaceae) micropropagadas, sob déficit hídrico ex vitro e após reidratação

In this study, the activities of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments, proline and carbohydrate contents in Pitcairnia encholirioides under ex vitro conditions of water deficit were evaluated. Results show that plants under progressive water stress, previously in vitro cultured in media supplemented with 30 g L-1 sucrose and GA3, accumulated more proline and increased peroxidase (POD) activity and the contents of photosynthetic pigments and carbohydrates. For plants previously in vitro cultured with 15 g L-1 sucrose and NAA, no differences were found for proline content and there were reductions in activities of peroxidase (POD), catalase (CAT) and poliphenoloxidase (PPO), and in contents of carbohydrates, with progress of ex vitro water deficit. After rehydration, plants showed physiological recovery, with enzymatic activities and contents of metabolites similar to those found in the controls not submitted to dehydration, regardless of the previous in vitro culture conditions. These results show that micropropagated P. encholirioides has high tolerance to dehydration once in ex vitro conditions, which can ensure the survival of plants from tissue culture when transferred to its natural environment, emphasizing the importance of such biotechnology for the propagation of endangered species.

Neste estudo, foram avaliadas as atividades de enzimas antioxidantes, pigmentos fotossintéticos, conteúdo de prolina e carboidratos em Pitcairnia encholirioides sob déficit hídrico em condições ex vitro. Os resultados mostraram que as plantas sob estresse hídrico progressivo, previamente cultivadas in vitro em meio de cultura suplementado com 30 g L-1 de sacarose e GA3 acumularam mais prolina e aumentaram a atividade da peroxidase (POD) e os teores de pigmentos fotossintéticos e carboidratos. Para plantas previamente cultivadas in vitro com 15 g L-1 de sacarose e ANA, não foram encontradas diferenças nos conteúdos de prolina e houve reduções nas atividades da peroxidase (POD), catalase (CAT) e polifenoloxidase (PPO), e no conteúdo de carboidratos, com o progresso do déficit hídrico ex vitro. Após a reidratação, as plantas apresentaram recuperação fisiológica, com atividades enzimáticas e conteúdo de metabólitos semelhantes aos encontrados nos controles não sujeitos à desidratação, independentemente das condições de cultivo in vitro. Estes resultados mostram que P. encholirioides micropropagada tem alta tolerância à desidratação uma vez em condições ex vitro, o que pode garantir a sobrevivência de plantas provenientes da cultura de tecidos quando transferidas para seu ambiente natural, enfatizando a importância desta biotecnologia para a propagação de espécies ameaçadas.

Responses of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments and carbohydrates in micropropagated Pitcairnia encholirioides L.B. Sm. (Bromeliaceae) under ex vitro water deficit and after rehydration / Respostas de enzimas antioxidantes, pigmentos fotossintéticos e carboidratos em Pitcairnia encholirioides L.B. Sm. (Bromeliaceae) micropropagadas, sob déficit hídrico ex vitro e após reidratação

Abstract In this study, the activities of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments, proline and carbohydrate contents in Pitcairnia encholirioides under ex vitro conditions of water deficit were evaluated. Results show that plants under progressive water stress, previously in vitro cultured in media supplemented with 30 g L-1 sucrose and GA3, accumulated more proline and increased peroxidase (POD) activity and the contents of photosynthetic pigments and carbohydrates. For plants previously in vitro cultured with 15 g L-1 sucrose and NAA, no differences were found for proline content and there were reductions in activities of peroxidase (POD), catalase (CAT) and poliphenoloxidase (PPO), and in contents of carbohydrates, with progress of ex vitro water deficit. After rehydration, plants showed physiological recovery, with enzymatic activities and contents of metabolites similar to those found in the controls not submitted to dehydration, regardless of the previous in vitro culture conditions. These results show that micropropagated P. encholirioides has high tolerance to dehydration once in ex vitro conditions, which can ensure the survival of plants from tissue culture when transferred to its natural environment, emphasizing the importance of such biotechnology for the propagation of endangered species.

Resumo Neste estudo, foram avaliadas as atividades de enzimas antioxidantes, pigmentos fotossintéticos, conteúdo de prolina e carboidratos em Pitcairnia encholirioides sob déficit hídrico em condições ex vitro. Os resultados mostraram que as plantas sob estresse hídrico progressivo, previamente cultivadas in vitro em meio de cultura suplementado com 30 g L-1 de sacarose e GA3 acumularam mais prolina e aumentaram a atividade da peroxidase (POD) e os teores de pigmentos fotossintéticos e carboidratos. Para plantas previamente cultivadas in vitro com 15 g L-1 de sacarose e ANA, não foram encontradas diferenças nos conteúdos de prolina e houve reduções nas atividades da peroxidase (POD), catalase (CAT) e polifenoloxidase (PPO), e no conteúdo de carboidratos, com o progresso do déficit hídrico ex vitro. Após a reidratação, as plantas apresentaram recuperação fisiológica, com atividades enzimáticas e conteúdo de metabólitos semelhantes aos encontrados nos controles não sujeitos à desidratação, independentemente das condições de cultivo in vitro. Estes resultados mostram que P. encholirioides micropropagada tem alta tolerância à desidratação uma vez em condições ex vitro, o que pode garantir a sobrevivência de plantas provenientes da cultura de tecidos quando transferidas para seu ambiente natural, enfatizando a importância desta biotecnologia para a propagação de espécies ameaçadas.

Responses of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments and carbohydrates in micropropagated Pitcairnia encholirioides L.B. Sm. (Bromeliaceae) under ex vitro water deficit and after rehydration / Respostas de enzimas antioxidantes, pigmentos fotossintéticos e carboidratos em Pitcairnia encholirioides L.B. Sm. (Bromeliaceae) micropropagadas, sob déficit hídrico ex vitro e após reidratação

In this study, the activities of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments, proline and carbohydrate contents in Pitcairnia encholirioides under ex vitro conditions of water deficit were evaluated. Results show that plants under progressive water stress, previously in vitro cultured in media supplemented with 30 g L-1 sucrose and GA3, accumulated more proline and increased peroxidase (POD) activity and the contents of photosynthetic pigments and carbohydrates. For plants previously in vitro cultured with 15 g L-1 sucrose and NAA, no differences were found for proline content and there were reductions in activities of peroxidase (POD), catalase (CAT) and poliphenoloxidase (PPO), and in contents of carbohydrates, with progress of ex vitro water deficit. After rehydration, plants showed physiological recovery, with enzymatic activities and contents of metabolites similar to those found in the controls not submitted to dehydration, regardless of the previous in vitro culture conditions. These results show that micropropagated P. encholirioides has high tolerance to dehydration once in ex vitro conditions, which can ensure the survival of plants from tissue culture when transferred to its natural environment, emphasizing the importance of such biotechnology for the propagation of endangered species.(AU)

Neste estudo, foram avaliadas as atividades de enzimas antioxidantes, pigmentos fotossintéticos, conteúdo de prolina e carboidratos em Pitcairnia encholirioides sob déficit hídrico em condições ex vitro. Os resultados mostraram que as plantas sob estresse hídrico progressivo, previamente cultivadas in vitro em meio de cultura suplementado com 30 g L-1 de sacarose e GA3 acumularam mais prolina e aumentaram a atividade da peroxidase (POD) e os teores de pigmentos fotossintéticos e carboidratos. Para plantas previamente cultivadas in vitro com 15 g L-1 de sacarose e ANA, não foram encontradas diferenças nos conteúdos de prolina e houve reduções nas atividades da peroxidase (POD), catalase (CAT) e polifenoloxidase (PPO), e no conteúdo de carboidratos, com o progresso do déficit hídrico ex vitro. Após a reidratação, as plantas apresentaram recuperação fisiológica, com atividades enzimáticas e conteúdo de metabólitos semelhantes aos encontrados nos controles não sujeitos à desidratação, independentemente das condições de cultivo in vitro. Estes resultados mostram que P. encholirioides micropropagada tem alta tolerância à desidratação uma vez em condições ex vitro, o que pode garantir a sobrevivência de plantas provenientes da cultura de tecidos quando transferidas para seu ambiente natural, enfatizando a importância desta biotecnologia para a propagação de espécies ameaçadas.(AU)

Responses of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments and carbohydrates in micropropagated Pitcairnia encholirioides L.B. Sm. (Bromeliaceae) under ex vitro water deficit and after rehydration

Abstract In this study, the activities of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments, proline and carbohydrate contents in Pitcairnia encholirioides under ex vitro conditions of water deficit were evaluated. Results show that plants under progressive water stress, previously in vitro cultured in media supplemented with 30 g L-1 sucrose and GA3, accumulated more proline and increased peroxidase (POD) activity and the contents of photosynthetic pigments and carbohydrates. For plants previously in vitro cultured with 15 g L-1 sucrose and NAA, no differences were found for proline content and there were reductions in activities of peroxidase (POD), catalase (CAT) and poliphenoloxidase (PPO), and in contents of carbohydrates, with progress of ex vitro water deficit. After rehydration, plants showed physiological recovery, with enzymatic activities and contents of metabolites similar to those found in the controls not submitted to dehydration, regardless of the previous in vitro culture conditions. These results show that micropropagated P. encholirioides has high tolerance to dehydration once in ex vitro conditions, which can ensure the survival of plants from tissue culture when transferred to its natural environment, emphasizing the importance of such biotechnology for the propagation of endangered species.

Resumo Neste estudo, foram avaliadas as atividades de enzimas antioxidantes, pigmentos fotossintéticos, conteúdo de prolina e carboidratos em Pitcairnia encholirioides sob déficit hídrico em condições ex vitro. Os resultados mostraram que as plantas sob estresse hídrico progressivo, previamente cultivadas in vitro em meio de cultura suplementado com 30 g L-1 de sacarose e GA3 acumularam mais prolina e aumentaram a atividade da peroxidase (POD) e os teores de pigmentos fotossintéticos e carboidratos. Para plantas previamente cultivadas in vitro com 15 g L-1 de sacarose e ANA, não foram encontradas diferenças nos conteúdos de prolina e houve reduções nas atividades da peroxidase (POD), catalase (CAT) e polifenoloxidase (PPO), e no conteúdo de carboidratos, com o progresso do déficit hídrico ex vitro. Após a reidratação, as plantas apresentaram recuperação fisiológica, com atividades enzimáticas e conteúdo de metabólitos semelhantes aos encontrados nos controles não sujeitos à desidratação, independentemente das condições de cultivo in vitro. Estes resultados mostram que P. encholirioides micropropagada tem alta tolerância à desidratação uma vez em condições ex vitro, o que pode garantir a sobrevivência de plantas provenientes da cultura de tecidos quando transferidas para seu ambiente natural, enfatizando a importância desta biotecnologia para a propagação de espécies ameaçadas.

Responses of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments and carbohydrates in micropropagated Pitcairnia encholirioides L.B. Sm. (Bromeliaceae) under ex vitro water deficit and after rehydration

Abstract In this study, the activities of antioxidant enzymes, photosynthetic pigments, proline and carbohydrate contents in Pitcairnia encholirioides under ex vitro conditions of water deficit were evaluated. Results show that plants under progressive water stress, previously in vitro cultured in media supplemented with 30 g L-1 sucrose and GA3, accumulated more proline and increased peroxidase (POD) activity and the contents of photosynthetic pigments and carbohydrates. For plants previously in vitro cultured with 15 g L-1 sucrose and NAA, no differences were found for proline content and there were reductions in activities of peroxidase (POD), catalase (CAT) and poliphenoloxidase (PPO), and in contents of carbohydrates, with progress of ex vitro water deficit. After rehydration, plants showed physiological recovery, with enzymatic activities and contents of metabolites similar to those found in the controls not submitted to dehydration, regardless of the previous in vitro culture conditions. These results show that micropropagated P. encholirioides has high tolerance to dehydration once in ex vitro conditions, which can ensure the survival of plants from tissue culture when transferred to its natural environment, emphasizing the importance of such biotechnology for the propagation of endangered species.

Resumo Neste estudo, foram avaliadas as atividades de enzimas antioxidantes, pigmentos fotossintéticos, conteúdo de prolina e carboidratos em Pitcairnia encholirioides sob déficit hídrico em condições ex vitro. Os resultados mostraram que as plantas sob estresse hídrico progressivo, previamente cultivadas in vitro em meio de cultura suplementado com 30 g L-1 de sacarose e GA3 acumularam mais prolina e aumentaram a atividade da peroxidase (POD) e os teores de pigmentos fotossintéticos e carboidratos. Para plantas previamente cultivadas in vitro com 15 g L-1 de sacarose e ANA, não foram encontradas diferenças nos conteúdos de prolina e houve reduções nas atividades da peroxidase (POD), catalase (CAT) e polifenoloxidase (PPO), e no conteúdo de carboidratos, com o progresso do déficit hídrico ex vitro. Após a reidratação, as plantas apresentaram recuperação fisiológica, com atividades enzimáticas e conteúdo de metabólitos semelhantes aos encontrados nos controles não sujeitos à desidratação, independentemente das condições de cultivo in vitro. Estes resultados mostram que P. encholirioides micropropagada tem alta tolerância à desidratação uma vez em condições ex vitro, o que pode garantir a sobrevivência de plantas provenientes da cultura de tecidos quando transferidas para seu ambiente natural, enfatizando a importância desta biotecnologia para a propagação de espécies ameaçadas.

Efeitos de tratamentos térmicos aplicados sobre frutas cítricas armazenadas sob refrigeração

In the present study thermal treatments on,'Valência' orange, 'Murcott' tangor and 'Tahiti' (temperature conditioning and intermittent warming) were applied lime. The following treatments were applied: T1: Fruits stored at 1°C (Controls); T2: Fast heating of the fruits in hot water at 53°C for 3 minutes and stored at 1°C; T3: Slow heating of the fruits in camera regulated at 37°C for 2 days, with subsequent storage at 1°C; and T4: Intermittent heating in cycles of 6 days at 1°C + 1 day at 25°C. Fruits were stored under low temperature (1°C) and 90-95% relative humidity (RH) during 90 days. Chilling injury incidence and changes in physical-chemical characteristics were evaluated every 15 days. Activity of catalase, glutathione reductase and ascorbate peroxidase was also determined. Intermittent warming was more efficient than temperature conditioning to reduce chilling injury. 'Tahiti' lime and 'Murcott' tangor supported up to 90 days of intermittent warming stored at 1°C, while control fruits showed chilling injury after 30 days ('Tahiti' lime) and 45 days ('Murcott' tangor). 'Valência' orange was affected by chilling injury after 45 days of cold storage, and temperature conditioning has caused lower incidence of this disorder. The effect of thermal treatments can be related to the activity of antioxidant enzymes. For ´Valência" orange, thermal treatments, applied as thermal conditioning or intermittent heating, reduce injuries caused by cold and can lengthen the conservation of fruits at 1°C and 90-95% RH. The intermittent heating is the most efficient treatment to reduce injuries caused by cold and increase at storage capacity of the 'Murcott' tangor and 'Tahiti' lime.

Foram aplicados tratamentos térmicos em laranja "Valência", tangor "Murcott" e lima ácida "Tahiti" armazenadas em baixa temperatura e avaliados os efeitos na redução de injúrias pelo frio e sobre outras características bioquímicas. Os seguintes tratamentos foram aplicados: T1: frutas armazenadas a 1°C (Controle); T2: aquecimento rápido das frutas em água quente a 53°C, durante 3 minutos, sendo, em seguida, armazenadas a 1°C; T3: aquecimento lento das frutas em câmara regulada para 37°C, por 2 dias, com posterior armazenamento a 1°C; e T4: aquecimento intermitente em ciclos de 6 dias a 1°C + 1 dia a 25°C. As frutas foram armazenadas durante 90 dias a 1°C e 90-95% de Umidade Relativa (UR), sendo avaliadas a cada 15 dias. Além da incidência dos danos, foram avaliadas também as atividades das enzimas antioxidativas (catalase, glutationa redutase e ascorbato peroxidase). A lima ácida "Tahiti" e o tangor "Murcott" suportaram até 90 dias de armazenamento a 1°C com aquecimento intermitente, não apresentando danos pelo frio. No tratamento controle (armazenamento contínuo a 1°C), os danos pelo frio surgiram aos 30 dias de armazenamento para a lima "Tahiti" e aos 45 dias para o tangor "Murcott". Em laranjas "Valência", as injúrias pelo frio surgiram aos 45 dias de armazenamento, sendo significativamente menores no condicionamento térmico. Os efeitos dos tratamentos térmicos no aumento da resistência das frutas ao frio podem estar relacionados com a atividade das enzimas antioxidativas. Para a laranja "Valência", os tratamentos térmicos, aplicados na forma de condicionamento térmico ou aquecimento intermitente, reduzem as injúrias pelo frio e podem prolongar a conservação das frutas a 1°C e 90-95% UR. Para tangor "Murcott" e lima "Tahiti", o aquecimento intermitente é o tratamento mais eficiente para a redução de injúrias pelo frio e para o aumento na capacidade de armazenamento.

Efeitos de tratamentos térmicos aplicados sobre frutas cítricas armazenadas sob refrigeração

In the present study thermal treatments on,'Valência' orange, 'Murcott' tangor and 'Tahiti' (temperature conditioning and intermittent warming) were applied lime. The following treatments were applied: T1: Fruits stored at 1°C (Controls); T2: Fast heating of the fruits in hot water at 53°C for 3 minutes and stored at 1°C; T3: Slow heating of the fruits in camera regulated at 37°C for 2 days, with subsequent storage at 1°C; and T4: Intermittent heating in cycles of 6 days at 1°C + 1 day at 25°C. Fruits were stored under low temperature (1°C) and 90-95% relative humidity (RH) during 90 days. Chilling injury incidence and changes in physical-chemical characteristics were evaluated every 15 days. Activity of catalase, glutathione reductase and ascorbate peroxidase was also determined. Intermittent warming was more efficient than temperature conditioning to reduce chilling injury. 'Tahiti' lime and 'Murcott' tangor supported up to 90 days of intermittent warming stored at 1°C, while control fruits showed chilling injury after 30 days ('Tahiti' lime) and 45 days ('Murcott' tangor). 'Valência' orange was affected by chilling injury after 45 days of cold storage, and temperature conditioning has caused lower incidence of this disorder. The effect of thermal treatments can be related to the activity of antioxidant enzymes. For ´Valência" orange, thermal treatments, applied as thermal conditioning or intermittent heating, reduce injuries caused by cold and can lengthen the conservation of fruits at 1°C and 90-95% RH. The intermittent heating is the most efficient treatment to reduce injuries caused by cold and increase at storage capacity of the 'Murcott' tangor and 'Tahiti' lime.

Foram aplicados tratamentos térmicos em laranja "Valência", tangor "Murcott" e lima ácida "Tahiti" armazenadas em baixa temperatura e avaliados os efeitos na redução de injúrias pelo frio e sobre outras características bioquímicas. Os seguintes tratamentos foram aplicados: T1: frutas armazenadas a 1°C (Controle); T2: aquecimento rápido das frutas em água quente a 53°C, durante 3 minutos, sendo, em seguida, armazenadas a 1°C; T3: aquecimento lento das frutas em câmara regulada para 37°C, por 2 dias, com posterior armazenamento a 1°C; e T4: aquecimento intermitente em ciclos de 6 dias a 1°C + 1 dia a 25°C. As frutas foram armazenadas durante 90 dias a 1°C e 90-95% de Umidade Relativa (UR), sendo avaliadas a cada 15 dias. Além da incidência dos danos, foram avaliadas também as atividades das enzimas antioxidativas (catalase, glutationa redutase e ascorbato peroxidase). A lima ácida "Tahiti" e o tangor "Murcott" suportaram até 90 dias de armazenamento a 1°C com aquecimento intermitente, não apresentando danos pelo frio. No tratamento controle (armazenamento contínuo a 1°C), os danos pelo frio surgiram aos 30 dias de armazenamento para a lima "Tahiti" e aos 45 dias para o tangor "Murcott". Em laranjas "Valência", as injúrias pelo frio surgiram aos 45 dias de armazenamento, sendo significativamente menores no condicionamento térmico. Os efeitos dos tratamentos térmicos no aumento da resistência das frutas ao frio podem estar relacionados com a atividade das enzimas antioxidativas. Para a laranja "Valência", os tratamentos térmicos, aplicados na forma de condicionamento térmico ou aquecimento intermitente, reduzem as injúrias pelo frio e podem prolongar a conservação das frutas a 1°C e 90-95% UR. Para tangor "Murcott" e lima "Tahiti", o aquecimento intermitente é o tratamento mais eficiente para a redução de injúrias pelo frio e para o aumento na capacidade de armazenamento.