Repositorio UFRO · Omeka S

The role of photochemical quenching and antioxidants in photoprotection of Deschampsia antarctica

Primer Autor	Bravo, LA
Co-autores	Pérez-Torres, E García, A Dinamarca, J Alberdi, M Gutiérrez, A Gidekel, M Ivanov, AG Hüner, NPA Corcuera, LJ
Título	The role of photochemical quenching and antioxidants in photoprotection of Deschampsia antarctica
Editorial	CSIRO PUBLISHING
Revista	FUNCTIONAL PLANT BIOLOGY
Lenguaje	en
Resumen	Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae) is the only grass that grows in the maritime Antarctic. Constant low temperatures and episodes of high light are typical conditions during the growing season at this latitude. These factors enhance the formation of active oxygen species and may cause photoinhibition. Therefore, an efficient mechanism of energy dissipation and/or scavenging of reactive oxygen species (ROS) would contribute to survival in this harsh environment. In this paper, non-acclimated and cold-acclimated D. antarctica were subjected to high light and/or low temperature for 24 h. The contribution of non-photochemical dissipation of excitation light energy and the activities of detoxifying enzymes in the development of resistance to chilling induced photoinhibition were studied by monitoring PSII fluorescence, total soluble antioxidants, and pigments contents and measuring variations in activity of superoxide dismutase (SOD EC1.15.1.1), ascorbate peroxidase (APX EC 1.11.1.11), and glutathione reductase (GR EC 1.6.4.2). The photochemical efficiency of PSII, measured as F-v/F-m, and the yield of PSII electron transport (PhiPSII) both decreased under high light and low temperatures. In contrast, photochemical quenching (qP) in both non-acclimated and cold-acclimated plants remained relatively constant (approximately 0.8) in high-light-treated plants. Unexpectedly, qP was lower (0.55) in cold-acclimated plants exposed to 4degreesC and low light intensity. Activity of SOD in cold-acclimated plants treated with high light at low temperature showed a sharp peak 2-4 h after the beginning of the experiment. In cold-acclimated plants APX remained high with all treatments. Activity of GR decreased in cold-acclimated plants. Compared with other plants, D. antarctica exhibited high levels of SOD and APX activity. Pigment analyses show that the xanthophyll cycle is operative in this plant. We propose that photochemical quenching and particularly the high level of antioxidants help D. antarctica to resist photoinhibitory conditions. The relatively high antioxidant capacity of D. antarctica may be a determinant for its survival in the harsh Antarctic environment. Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae) es la única gramínea que crece en la Antártida marítima. Las bajas temperaturas constantes y los episodios de alta luminosidad son condiciones típicas durante la temporada de crecimiento en esta latitud. Estos factores favorecen la formación de especies reactivas de oxígeno y pueden causar fotoinhibición. Por lo tanto, un mecanismo eficiente de disipación de energía y/o eliminación de especies reactivas de oxígeno (ROS) contribuiría a la supervivencia en este entorno hostil. En este trabajo, se sometieron ejemplares de D. antarctica no aclimatados y aclimatados al frío a alta luminosidad y/o baja temperatura durante 24 h. Se estudió la contribución de la disipación no fotoquímica de la energía de la luz de excitación y las actividades de las enzimas detoxificantes en el desarrollo de la resistencia a la fotoinhibición inducida por el frío mediante el monitoreo de la fluorescencia del PSII, los antioxidantes solubles totales y los contenidos de pigmentos y la medición de variaciones en la actividad de la superóxido dismutasa (SOD EC 1.15.1.1), la ascorbato peroxidasa (APX EC 1.11.1.11) y la glutatión reductasa (GR EC 1.6.4.2). La eficiencia fotoquímica del PSII, medida como F-v/F-m, y el rendimiento del transporte de electrones del PSII (PhiPSII) disminuyeron bajo alta luz y bajas temperaturas. Por el contrario, el apagamiento fotoquímico (qP) en plantas no aclimatadas y aclimatadas al frío se mantuvo relativamente constante (aproximadamente 0,8) en plantas tratadas con alta luz. Inesperadamente, qP fue menor (0,55) en plantas aclimatadas al frío expuestas a 4 °C y baja intensidad lumínica. La actividad de SOD en plantas aclimatadas al frío tratadas con alta luz a baja temperatura mostró un pico pronunciado 2-4 h después del inicio del experimento. En plantas aclimatadas al frío, APX se mantuvo alta con todos los tratamientos. La actividad de GR disminuyó en plantas aclimatadas al frío. En comparación con otras plantas, D. antarctica exhibió altos niveles de actividad de SOD y APX. Los análisis de pigmentos muestran que el ciclo de xantofilas está activo en esta planta. Proponemos que la extinción fotoquímica y, en particular, el alto nivel de antioxidantes ayudan a D. antarctica a resistir condiciones fotoinhibitorias. La capacidad antioxidante relativamente alta de D. antarctica puede ser determinante para su supervivencia en el duro entorno antártico.
Tipo de Recurso	artículo original
doi	10.1071/FP03082
Formato Recurso	PDF
Palabras Claves	CICLO DE LA XANTOFILA ESTRÉS OXIDATIVO SUPERÓXIDO DISMUTASAS GLUTATIÓN REDUCTASA PLANTAS VASCULARES FOTOINHIBICIÓN ARABIDOPSIS TEMPERATURA ENERGÍA CLOROPLASTOS XANTHOPHYLL CYCLE OXIDATIVE STRESS SUPEROXIDE DISMUTASES GLUTATHIONE-REDUCTASE VASCULAR PLANTS PHOTOINHIBITION ARABIDOPSIS TEMPERATURE ENERGY CHLOROPLASTS Angiospermas antárticas ascorbato peroxidasa glutatión reductasa baja temperatura extinción no fotoquímica extinción fotoquímica fotoinhibición especies reactivas de oxígeno superóxido dimutasa ciclo de las xantofilas Antarctic angiosperms ascorbate peroxidase glutathione reductase low temperature non-photochemical quenching photochemical quenching photoinhibition reactive oxygen species superoxide dimutase xanthophyll cycle
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1071/FP03082
Categoría OCDE	Plant Sciences
Materias	CICLO DE LA XANTOFILA ESTRÉS OXIDATIVO SUPERÓXIDO DISMUTASAS GLUTATIÓN REDUCTASA PLANTAS VASCULARES FOTOINHIBICIÓN ARABIDOPSIS TEMPERATURA ENERGÍA CLOROPLASTOS XANTHOPHYLL CYCLE OXIDATIVE STRESS SUPEROXIDE DISMUTASES GLUTATHIONE-REDUCTASE VASCULAR PLANTS PHOTOINHIBITION ARABIDOPSIS TEMPERATURE ENERGY CHLOROPLASTS Angiospermas antárticas ascorbato peroxidasa glutatión reductasa baja temperatura extinción no fotoquímica extinción fotoquímica fotoinhibición especies reactivas de oxígeno superóxido dimutasa ciclo de las xantofilas Antarctic angiosperms ascorbate peroxidase glutathione reductase low temperature non-photochemical quenching photochemical quenching photoinhibition reactive oxygen species superoxide dimutase xanthophyll cycle
Disciplinas de la OCDE	Botánica Ecología Otras Ciencias Naturales
Versión del recurso (Recomendado-único)	version publicada
Tipo de ruta	hibrida
Access Rights	metadata
Derechos de acceso	metadata
Id de Web of Science	WOS:000222913000006
Título de la cita (Recomendado-único)	The role of photochemical quenching and antioxidants in photoprotection of Deschampsia antarctica
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	CSIRO PUBLISHING
Categoría WOS	Plant Sciences Ciencias de las plantas
Idioma	en
ISSN	1445-4408
Revista/Libro	FUNCTIONAL PLANT BIOLOGY
Identificador alternativo	PMID:32688943
Página de inicio (Recomendado-único)	731
Página final (Recomendado-único)	741
Formato	PDF