Biochemical evaluation of lipoxygenase pathway of soybean plants submitted to wounding

Vieira, Angélica Aparecida; Oliveira, Maria Goreti de Almeida; José, Inês Chamel; Piovesan, Newton Deniz; Rezende, Sebastião Tavares de; Moreira, Maurílio Alves; Barros, Everaldo Gonçalves de

doi:10.1590/s0103-31312001000100001

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“…Os valores de pH ótimo observados estão de acordo com os resultados obtidos por outros autores: Lanna et al (1996) caracterizaram lipoxigenases de folha de soja dos genótipos Cristalina e IAC-100 com alta atividade em pH 6,0, genótipo UFV-TN com pH ótimo em 7,0 e ainda outros picos de atividade a pH 4,5 e 7,5. Vieira et al (2001) também caracterizaram lipoxigenases de folhas de soja submetidas a ferimento mecânico, observando picos de pH para formação de hidroperóxidos em pH 4,5 e 6,0.…”

Section: Resultsunclassified

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Função bioquímica da via daslipoxigenases em plantas de soja submetidas ao ataque de mosca-branca (Bemisia argentifolii)

Silva

Oliveira²,

Brumano

et al. 2004

Ciênc. agrotec.

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RESUMONeste trabalho, avaliou-se a capacidade da planta de soja de uma cultivar comercial, IAC-100, e de um genótipo IAC-100 TN que apresenta ausência de lipoxigenases nas sementes de responderem ao ataque de mosca-branca (Bemisia argentifolii) pela via das Lipoxigenases. Foi realizada a caracterização cinética do pool de lipoxigenases. Os valores de K Mapp decresceram nas plantas atacadas, sugerindo uma alteração no pool de lipoxigenases foliares. Valores similares de K Mapp , entre os genótipos, indicam que a remoção de lipoxigenases de sementes não interferiram na expressão de lipoxigenases em folhas. Ocorreu aumento significativo na produção de inibidores de proteases. Com esses resultados, infere-se que a produção de inibidores de proteases está envolvida no mecanismo de defesa de soja ao ataque da mosca-branca.Termos para indexação: Soja, lipoxigenases, mosca branca, defesa de planta.ABSTRACT This work evaluated the capacity of the soybean plant, from a commercial cultivar IAC-100 and from a genotype IAC-100 TN, with absence of lipoxygenases in their seeds, to respond to the attack by whitefly (sucking insect) by lipoxygenases pathway. The kinetic characterization of the pool of lipoxygenases was determined. The K Mapp values decreased, suggesting a change in the pool of lipoxygenases in response to the attack by whitefly. The similar K Mapp values suggest that the removal of the lipoxygenases from the seeds does not change the expression of LOX in the leaves. There was a noticeable increase in protease inhibitors. These results suggest that the production of protease inhibitors are involved in the defense mechanism of soybean plant against whitefly injury. INTRODUÇÃOLipoxigenases (E.C. 1.13.11.12) catalisam a dioxigenação estereoespecífica de ácidos graxos poliinsturados contendo o sistema cis,cis-1,4-pentadieno com formação dos respectivos derivados hidroperóxidos, originando, assim, moléculas reativas com atividades fisiológicas pronunciadas (VICK e ZIMMERMAN, 1983).Duas principais vias para o metabolismo dos hidroperóxidos de ácidos graxos produzidos pelas lipoxigenases, chamadas de Via das Lipoxigenases, vêm sendo propostas para plantas superiores. Essa via envolve a ação de duas enzimas, ou seja, hidroperóxido liase e hidroperóxido ciclase. Após a ação da hidroperóxido liase, pode ocorrer a produção de aldeídos, os quais podem inibir o crescimento de fungos, insetos e protozoá-Rios (CROFT et al., 1993), podendo também agir como

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Section: Resultsunclassified

“…Esses dados estão de acordo com os resultados obtidos por Lanna et al (1996) para lipoxigenases foliares de soja no estádio V4 de desenvolvimento dos genótipos IAC-100, UFV-TN e Cristalina. Também estão de acordo com os dados obtidos por Vieira et al (2001) (SEGEL, 1975;LEHNINGER et al, 1995).…”

Section: Resultsunclassified

Função bioquímica da via daslipoxigenases em plantas de soja submetidas ao ataque de mosca-branca (Bemisia argentifolii)

Silva

Oliveira²,

Brumano

et al. 2004

Ciênc. agrotec.

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“…Os valores de pH ótimo para a formação de hidroperóxidos do ácido linoléico catalisada pelas lipoxigenases de folhas de soja da variedade IAC-100 e do genótipo IAC-100 TN, submetidas à aplicação de ácidos graxos nas folhas, estão dentro da faixa de pH ótimo verificada para lipoxigenases de outras plantas, encontrada por vári-os autores em outros estudos: lipoxigenases de tubérculos de batata, pH 5,5-6,0 22 ; lipoxigenases de semente de girassol, pH 6,2 23 ; lipoxigenases de folhas de tomate inoculadas com Pseudomonas, pH 6,4-7,2 24 ; lipoxigenases de pepino, pH 5,0 25 ; lipoxigenases de pimentão, pH 6,5 26 ; lipoxigenases de semente de ervilha, pH 6,8 27 e lipoxigenases de folhas de soja do genótipo IAC-100 e IAC-100 TN, no estádio V3 de desenvolvimento, submetidas a ferimento mecâni-co, pH 6,0 6 .…”

Section: Resultados E Discussão Efeito Do Ph Sobre a Atividade De Lipunclassified

“…Esses resultados estão de acordo com os citados na literatura, visto que outros autores obtiveram valor de temperatura ótima de 25 o C para lipoxigenases foliares de soja: Lanna et al 28 trabalhando com plantas dos genótipos IAC-100, UFV-TN e Cristalina, no está-dio V4 de desenvolvimento; Vieira et al 6 analisando plantas da variedade IAC-100 e do genótipo IAC-100 TN, no estádio V3 de desenvolvimento, submetidas a ferimento mecânico.…”

Section: Efeito Da Temperatura Sobre a Atividade De Lipoxigenasesunclassified

“…No sistema vegetal, as lipoxigenases ocorrem em várias partes da planta, desempenhando funções em processos tais como: crescimento e desenvolvimento 1 , senescência 3 , reserva vegetativa 4 , germinação de sementes 5 , resposta a ferimento 6 e resistência a insetos e patógenos 7 . Os principais substratos de lipoxigenases, em plantas superiores, são os ácidos linoléico e linolênico 8 .…”

Section: Introductionunclassified

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Efeito da aplicação foliar de ácidos graxos na "Via das Lipoxigenases" de plantas de soja

et al. 2002

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Recebido em 2/7/01; aceito em 21/1/02 EFFECT OF THE APLICATION OF FATTY ACIDS ON LIPOXYGENASE PATHWAY FROM SOYBEAN LEAVES. The involvement of lipoxygenase isozymes in several physiological processes of plants has been described but their role is not well understood and more biochemical studies are needed to elucidate the role of the Lipoxygenase Pathway in plant physiology. Thus, the biochemical and kinetic characterization of a lipoxygenases pool from soybean leaves was carried out. Two genotypes were used: IAC-100 (a normal variety having lipoxygenases in the seeds) and IAC-100 TN (genetically modified genotype, which is devoid of lipoxygenases in the seeds). The plants were submitted to the application of fatty acids (lipoxygenase substrates) on leaves. The results of the biochemical and kinetic studies of lipoxygenase isozymes from leaves of the two genotypes analysed showed that genetic removal of lipoxygenase from seeds did not affect the response of the plant to the treatment, since both genotypes showed similar results. 10 . Os hidroperóxidos formados pela ação das lipoxigenases são moléculas reativas, e podem ser mobilizadas, em plantas superiores, por meio de um complexo mecanismo que envolve a hidroperóxido ciclase e a hidroperóxido liase.A hidroperóxido liase produz compostos carbonílicos de seis carbonos como o trans-2-hexenal, o qual é um componente característico do sabor e odor de frutos e folhas verdes. Produz também compostos de 12 carbonos como a traumatina, conhecida como hormônio do ferimento, e pode estar envolvida no processo de sinalização e divisão celular em resposta a ferimento 11 . A hidroperóxido ciclase produz o ácido 12-oxo-fitodienóico que, após uma redução e três ß-oxidações, dá origem ao ácido jasmônico, o qual é um poderoso indutor da síntese de inibidores de proteases quando plantas são injuriadas 12 , além de ser indutor da expressão gênica de lipoxigenases em folhas primárias, hipocótilos e cotilédones 13 . A função de lipoxigenases de plantas, sob o ponto de vista da relação estrutura/função, ainda não está bem clara 14 . Assim, torna-se cada vez mais importante estudos bioquímicos visando elucidar a participação da Via das Lipoxigenases na fisiologia da planta, em especial no mecanismo de defesa da soja a insetos e patógenos.O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade da planta em responder à aplicação de ácidos graxos, substratos de lipoxigenases, por meio da Via das Lipoxigenases sendo utilizadas duas isolinhas de soja: uma variedade normal, IAC-100, contendo as três isoenzimas lipoxigenases na semente, e o genótipo IAC-100 TN, modificado geneticamente, apresentando ausência completa das três isoenzimas lipoxigenases nas sementes. PARTE EXPERIMENTAL Material genéticoForam utilizadas plantas de soja (Glycine max (L.) Merrill) da variedade IAC-100 e do genótipo com ausência de lipoxigenases nas sementes (IAC-100 TN). O genótipo IAC-100 TN, desenvolvido pelo Programa de Melhoramento da Qualidade da Soja do BIOAGRO/ UFV, é uma linhagem avançada obtida a partir da var...

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PGPR and entomopathogenic fungus bioformulation for the synchronous management of leaffolder pest and sheath blight disease of rice

et al. 2010

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Biochemical evaluation of lipoxygenase pathway of soybean plants submitted to wounding

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Função bioquímica da via daslipoxigenases em plantas de soja submetidas ao ataque de mosca-branca (Bemisia argentifolii)

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Efeito da aplicação foliar de ácidos graxos na "Via das Lipoxigenases" de plantas de soja

PGPR and entomopathogenic fungus bioformulation for the synchronous management of leaffolder pest and sheath blight disease of rice

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