Antioxidative response of sugarcane (Saccharum spp.) genotypes under water deficit

O déficit hídrico é o principal fator limitante na produtividade das culturas agrícolas. A exposição das plantas a este estresse pode resultar em dano oxidativo devido ao aumento na produção de espécies ativas de oxigênio (EAOs). O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos do déficit hídrico, em 20 variedades de cana-deaçúcar, através da resposta do sistema antioxidante. O déficit hídrico foi imposto pela supressão da irrigação durante 3, 10 e 20 dias. A peroxidação lipídica, mensurada através do conteúdo de MDA, e a concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) foram utilizados como indicativos da ocorrência de estresse oxidativo. A resposta do sistema antioxidante variou em função das variedades estudadas e da intensidade do estresse aplicado. Todavia, após 3 dias de supressão da irrigação não ocorreu variação no perfil protéico em SDS-PAGE, no conteúdo de MDA, H2O2, prolina e na atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPOX) e glutationa redutase (GR), para a maioria das variedades estudadas. Entretanto, aos 10 dias de supressão da irrigação, com exceção da GR, a maioria das variedades demonstrou incremento nestes parâmetros. Após 20 dias todos os genótipos demonstraram incremento no conteúdo de MDA, em relação ao controle, refletindo os danos causados pelo estresse oxidativo. As variedades que demonstraram redução na atividade das enzimas SOD e APX, 20 dias após a suspensão da irrigação, apresentaram maior incremento na peroxidação lipídica e conteúdo de H2O2. Estes resultados sugerem que sob déficit hídrico moderado, a maioria das variedades foi capaz de induzir a atividade das enzimas antioxidantes. Entretanto, à medida que o déficit hídrico torna-se mais severo pode ocorrer o colapso do sistema de defesa antioxidante, sendo a SOD e APX as enzimas mais afetadas.Water deficit is the major yield-limiting factor of crop plants. Plant exposure to this abiotic stress can result in oxidative damage due to the over production of reactive oxygen species (ROS). The aim of this work was to study the effects of water deficit in 20 sugarcane genotypes in response of the antioxidant system. Water deficit was imposed by withholding irrigation during 3, 10 and 20 days. Lipid peroxidation, measured as MDA content, and hydrogen peroxide (H2O2) was used as oxidative stress markers. Antioxidant system response ranged according to genotypes and stress intensity. After 3 days of withholding irrigation, no variation in protein profile (SDSPAGE), MDA content, H2O2, proline and activity of antioxidant enzymes superoxido dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPOX) and glutathione reductase (GR) was observed, in the majority of genotypes. However, 10 days after withholding irrigation, the majority of genotypes showed increase in these parameters. After 20 days, all genotypes showed increase in MDA content, compared with control plants, reflecting the damage caused by oxidative stress. Genotypes that showed decrease in the activity of SOD and APX, 20 days after withholding irrigation, presented high increase in lipid peroxidation and H2O2 content. These results suggest that under moderate water deficit, the majority of genotypes were able to induce the activity of antioxidant enzymes. However, as the water deficit became more severe the collapse of antioxidant system can occur, being SOD and APX the more affected enzymes