A biostimulant obtained from the seaweed Ascophyllum nodosum protects Arabidopsis thaliana from severe oxidative stress

Resumo

Estresses abióticos causam danos oxidativos nas plantas. Aqui, demonstramos que a aplicação foliar de um extrato da alga marinha Ascophyllum nodosum, SuperFifty (SF), previne em grande parte o estresse oxidativo induzido pelo paraquat (PQ) em Arabidopsis thaliana. Embora as plantas estressadas com PQ desenvolvam lesões necróticas, as plantas pré-tratadas com SF (isto é, plantas preparadas) não foram afetadas pela PQ. A análise do transcriptoma revelou indução de genes marcadores de espécies reativas de oxigênio (ROS), genes envolvidos na morte celular programada induzida por ROS e autofagia genes relacionados após o tratamento com PQ. Essas alterações não ocorreram em plantas estressadas com PQ preparadas com SF. Em contraste, a regulação positiva de vários genes do metabolismo de carboidratos, crescimento e sinalização hormonal, bem como genes relacionados a antioxidantes, foram específicos para plantas estimuladas com SF. Análises metabolômicas revelaram acúmulo do metabólito protetor do estresse maltose e dos intermediários do ciclo do ácido tricarboxílico fumarato e malato em plantas preparadas com SF. A análise do lipidoma indicou que os lipídios associados à morte celular induzida pelo estresse oxidativo e à degradação do cloroplasto, como os triacilgliceróis (TAGs), diminuíram após a iniciação com SF. Nosso estudo demonstrou que o SF confere tolerância ao estresse oxidativo induzido por PQ em A. thaliana, um efeito alcançado pela modulação de uma série de processos nos níveis transcriptômico, metabólico e lipídico.
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Abstract