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

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

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.