Growth, Metabolite Profile, Oxidative Status, and Phytohormone Levels in the Green Alga Acutodesmus obliquus Exposed to Exogenous Auxins and Cytokinins

  • Alicja Piotrowska-Niczyporuk
  • Andrzej Bajguz
  • Urszula Kotowska
  • Monika Bralska
  • Marta Talarek-Karwel
2018 - Journal of Plant Growth Regulation
Palavras-chave: Antioxidantes, auxina, citocinina, metaboloma, homeostase de fitohormônio
Termos de indexação: Microalgas, clorofila, crescimento de algas, metabolismo de algas, carotenos
 

Resumo

Foram estudados os efeitos de auxinas e citocininas na faixa de concentrações de 0,0001-100 µM em culturas de Acutodesmus obliquus (Chlorophyceae). As microalgas apresentaram sensibilidade às citocininas na seguinte ordem: 0,01 µM tz > 0,1 µM Kin > 1 µM DPU, enquanto a hierarquia da atividade de auxina foi: 0,01 µM IAA > 0,1 µM IBA > 0,1 µM PAA. O número de células foi significativamente estimulado pelas citocininas, enquanto as auxinas tiveram um impacto mais pronunciado no tamanho celular. Diferenças nos perfis de metabólitos das culturas tratadas com fitohormônios foram observadas, auxinas e citocininas tiveram um efeito positivo sobre o aparelho fotossintético aumentando o nível de clorofilas, carotenos e xantofilos. Em comparação com auxinas, as citocininas retardaram mais efetivamente o dano oxidativo, aumentando o nível de antioxidantes não enzimáticos (ascorbato, glutationa) e a atividade de enzimas que limpam espécies oxidativas reativas (catalase, glutationa redutase, ascorbato peroxidase). Por outro lado, auxinas estimularam a atividade da superóxido dismutase e provocaram a geração de peróxido de hidrogênio, que pode estar envolvido no aumento celular. Todos os fitohormônios reduziram o conteúdo de ácido abscísico e controlaram o nível de auxina endógena e citocininas sugerindo interações complexas. Diferentes dinâmicas de respostas de A. obliquus a auxinas e citocininas demonstraram claramente seus diversos papéis no crescimento e metabolismo de algas.

 

Abstract

The effects of auxins and cytokinins at the range of concentrations 0.0001–100 µM on Acutodesmus obliquus (Chlorophyceae) cultures were studied. Microalga exhibited sensitivity to cytokinins in the following order: 0.01 µM tZ > 0.1 µM Kin > 1 µM DPU, whereas the hierarchy of auxin activity was: 0.01 µM IAA > 0.1 µM IBA > 0.1 µM PAA. Cytokinins possessed higher stimulating properties on the cell number, whereas auxins increased the size of cells. Differences in the metabolite profiles of the cultures treated with phytohormones were observed. Auxins and cytokinins had a positive effect on the photosynthetic apparatus enhancing the level of chlorophylls, carotenes, and xanthophylls. In comparison with auxins, cytokinins more effectively delayed oxidative damage by increasing the level of non-enzymatic antioxidants (ascorbate, glutathione) and the activity of enzymes scavenging reactive oxidative species (catalase, glutathione reductase, ascorbate peroxidase). On the other hand, auxins stimulated superoxide dismutase activity and provoked hydrogen peroxide generation, which may be involved in cell enlargement. All phytohormones reduced the content of abscisic acid and controlled the level of endogenous auxin and cytokinins suggesting complex interactions. Different dynamics of A. obliquus responses to auxins and cytokinins clearly demonstrated their diverse roles in algal growth and metabolism.

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