Resposta de plantas de soja ao ataque do percevejo marrom Euschistus heros (F.) e injúrias

Abstract

As lipoxigenases (linoleato: oxigênio oxiredutase, EC 1.13.11.12) catalisam a adição do oxigênio molecular ao sistema cis, cis -1,4- pentadieno dos ácidos graxos poliinsaturados, formando hidroperóxidos dos ácidos graxos correspondentes. Estes hidroperóxidos estão envolvidos em reações enzimáticas que tem como produto aldeídos e cetonas, que são liberados e causam o “beany flavor” nos produtos de soja. Os produtos dessas enzimas participam também dos primeiros passos da rota de síntese do ácido jasmônico e ácido traumático, importantes sinalizadores sistêmicos de injúrias nas plantas, induzindo a síntese de compostos de defesa, como exemplo, os inibidores de proteases após injúrias e provocadas pela alimentação insetos herbívoros. O efeito da eliminação genética das lipoxigenases feita em plantas de soja, com o objetivo de reduzir o “beany flavor”, foi verificado na indução de defesa quando a planta é infestada com o herbívoro E. heros ou injuriada artificialmente através da comparação plantas normais. A atividade enzimática do “pool” de lipoxigenase e níveis de inibidores de protease foram determinados após 8 horas, no controle sem injúria e após injúrias nos grãos e nas folhas e infestadas com o percevejo marrom da soja E. heros. Foi também verificada a atividade de lipoxigenases e os níveis de inibidores de proteases em função do tempo no, genótipo regular para presença da enzima nos grãos. Os resultados desse trabalho sugerem que a ausência de lipoxigenases nos grãos afeta a indução de defesas nas plantas quando esta sofre injúrias e quando infestadas com o herbívoro. A diferença é ainda maior quando a resposta foi medida no local de ocorrência da injúria. As plantas de soja normais para presença das enzimas nas sementes responderam aos tratamentos de injúrias e infestação com E. heros com redução do “pool” de lipoxigenases e aumento nos níveis de inibidores de proteases no local onde foram aplicados os tratamentos.

The lipoxygenases (linoleate: oxygen oxidoreductases, EC 1.13.11.12) catalyze the addition of molecular oxygen to pentadiene of polyunsaturated fatty acids, forming hydroperoxides of related fatty acids. These hydroperoxides are involved in enzymatic reactions producing aldehydes (hexanal and nonenal) and ketones, which are released and cause the beany flavor in soy products. The products of these enzymes may also participate in the first steps of the jasmonic acid and traumatic acid pathway, eliciting response to systemic plant injury by inducing the synthesis of defense compounds such as protease inhibitors after injuries caused by artificial feeding herbivorous insects. The effect of genetic elimination of lipoxygenases made in soybean plants, aiming to reduce the beany flavor, was found in the induction of defense when the plant is infested with the herbivore E. heros or artificially injured by comparing normal plants. The enzyme activity of lipoxygenase and levels of protease inhibitors was measured after 8 hours in the control and without injury after treatment with artificial injuries in the pods and leaves and infested with brown stink bug, soybean E. heros. It was also verified the lipoxygenase activity and levels of protease inhibitors as a function of time in cultivating normal for the enzyme in the grains. The results of the study suggest that the absence of lipoxygenase in the grains affects the induction of defenses in plants when it suffers injuries and artificial when infested with the herbivore. The difference is even greater when the response was measured at the site of occurrence of injury. The normal soybean plants for the presence of enzymes in seeds responded to treatments for injuries and infestation with E. heros with a reduced pool of lipoxygenase and increased levels of protease inhibitors on the site where the treatments were applied.