Characterization of two varieties of Vigna unguiculata in response the drought or not combined with ozone: adjustment membrane proteins (AOX, pUCP and PTOX).

SOUSA, F. Y. M. Caracterização de dois cultivares de Vigna unguiculata em reposta a seca combinada ou não com ozônio: regulação de proteínas membranares (AOX, pUCP E PTOX). 2012. 120 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.Possible interactions between chloroplast and mitochondria remain poorly known, particularly in response to stress conditions. Under these conditions, it is suggested that the electron transfer pathways linked to AOX or pUCP (mitochondrial uncoupling proteins) and PTOX (plastidial uncoupling protein) could limit the formation of ROS to reduce oxidative damage in cellular organelles. In our work, we selected two cultivars of Vigna unguiculata, cv 1183 and cv EPACE. Under our experimental conditions, both cultivars showed no real differences in sensitivity to drought. However cv EPACE was more tolerant to O3 based on the development of necrosis and several physiological parameters (Fv/Fm, ϕPSII) and biochemical (glutathione content). For the expression profiles of genes encoding AOX, PUCP and PTOX two responses were clearly identified in the cultivar EPACE. On a shortterm, expression of these proteins is generally stimulated. On a longer term (14 days), the answer differs depending on the treatment. Under O3, the strongest expression of mitochondrial proteins is maintained while the gene encoding the PTOX is own-regulated. Under drought only the plastid protein (PTOX) is upregulated. Under conditions of stress combination, drought has little effect on the influx of O3 in the leaves, and the VuPTOX and VuUCP1b genes are up-regulated after 3 and 7 days of stress. This ver-regulation, already observed in response to drought alone could play a role in preventing the formation of ROS in both mitochondria and chloroplasts.A Fotossíntese e a respiração são bem conhecidos como sendo responsáveis pela produção de energia no interior das células de plantas. Acoplados à estes processos bioenergéticos, a transferência de elétrons que ocorre nas membranas do cloroplasto e mitocôndria, também são considerados com tendo potencial de produção de ROS. Possíveis interações no funcionamento dessas organelas permanecem pouco conhecidas, especialmente em resposta a condições de estresse. Sob estas condições, sugere-se que as vias de transferência de elétrons ligadas à AOX, à pUCP ou à PTOX poderia limitar a formação de ROS reduzindo assim danos oxidativos às organelas celulares. Em nosso trabalho, foram selecionadas duas cultivares de Vigna unguiculata, inicialmente caracterizados como sensível (cv 1183) ou tolerante (cv EPACE1) à seca. Sob condições experimentais, as duas cultivares não apresentaram diferenças significativas na sensibilidade à seca. Entretanto o cultivar EAPCE1 foi mais tolerante ao ozônio com base no desenvolvimento de necrose e de vários parâmetros fisiológicos (ϕPSII) e bioquímicos (teor de glutationa). Para os perfis de expressão de genes que codificam AOX, PUCP e PTOX duas respostas foram claramente identificadas no cultivar EPACE1. Em um tempo curto, a expressão destas proteínas é geralmente estimulada. Em um período mais longo (14 dias), a resposta é diferente, dependendo da tipo de estresse. Sob o ozônio, um aumento da expressão das proteínas mitocondriais é mantida enquanto o gene que codifica para a PTOX é sub-regulada. Sob seca a proteína desacopladora do plastídio (PTOX) é superexpressa. Sob condições de combinação stress, seca combinada com ozônio, o efeito da seca sobre o fluxo de ozônio nas folhas não foi alterado, e os genes VuPTOX e VuUCP1b são super-expressos depois de 3 e 7 dias de stress. Este aumento da expressão, já observado em resposta à seca por aplicada separadamente poderia desempenhar um papel na prevenção da formação de ROS tanto em mitocôndrias e cloroplastos prevenindo assim os danos causados pelo ozônio