Productivity and antioxidant activity of mung bean sprouts (Vigna radiata L.) mediated by some elicitors / Produtividade e atividade antioxidante de brotos de feijão (Vigna radiata L.) mediada por alguns elicitores

ABSTRACT: The production of bioactive food is one of the goals of agriculture. Sprouts used for human consumption are an efficient way to increase the intake of essential nutrients, such as minerals, vitamins, and other bioactive compounds. The use of elicitors can increase the nutritional value of these products. Biomass production, phenolic compound content, and antioxidant activity of mung bean sprouts (Vigna radiata L.) after elicitation were examined in this study. Mung bean sprouts were treated with salicylic acid (SA), ascorbic acid (AA), and tocopherol (TOC) at different concentrations and numbers of applications. Shoot and root lengths and dry mass were measured on five-day-old sprouts. Total phenol content and antioxidant activity were determined using the DPPH assay on dried ethanolic extracts. Total soluble protein content and superoxide dismutase activity were measured in frozen hypocotyls. All elicitors stimulated the antioxidant functions of sprouts and, at the highest concentrations, reduced the biometric parameters; therefore, lower concentrations were better. For the first time, a balance between elicitor concentration and application in instalments was achieved to maintain the production of sprouts with enhanced nutritional characteristics.

RESUMO: A produção de alimentos bioativos é um dos objetivos da agricultura. O uso de brotos para consumo humano é uma forma eficiente de aumentar a ingestão de nutrientes essenciais, como minerais, vitaminas e outros compostos bioativos. O uso de elicitores pode aumentar o valor nutricional desses produtos. A produção de biomassa, o conteúdo de compostos fenólicos e a atividade antioxidante de brotos de feijão (Vigna radiata L.) após a elicitação foram examinados neste estudo. Brotos de feijão foram tratados com ácido salicílico (SA), ácido ascórbico (AA) e tocoferol (TOC) em diferentes concentrações e número de aplicações. O comprimento da parte aérea e da raiz e a massa seca foram medidos em brotos com cinco dias de idade. O teor de fenol total e a atividade antioxidante foram determinados usando o ensaio DPPH em extratos etanólicos secos. O conteúdo total de proteína solúvel e atividade da superóxido dismutase foram medidos em hipocótilos congelados. Todos os elicitores estimularam as funções antioxidantes dos brotos e, nas maiores concentrações, reduziram os parâmetros biométricos; assim, concentrações mais baixas foram mais eficientes. Pela primeira vez, foi alcançado um equilíbrio entre a concentração do elicitor e a aplicação em parcelas para incrementar a produção de brotos e aprimorar características nutricionais aprimoradas.

Productivity and antioxidant activity of mung bean sprouts (Vigna radiata L. ) mediated by some elicitors / Produtividade e atividade antioxidante de brotos de feijão (Vigna radiata L. ) mediada por alguns elicitores

The production of bioactive food is one of the goals of agriculture. Sprouts used for human consumption are an efficient way to increase the intake of essential nutrients, such as minerals, vitamins, and other bioactive compounds. The use of elicitors can increase the nutritional value of these products. Biomass production, phenolic compound content, and antioxidant activity of mung bean sprouts (Vigna radiata L.) after elicitation were examined in this study. Mung bean sprouts were treated with salicylic acid (SA), ascorbic acid (AA), and tocopherol (TOC) at different concentrations and numbers of applications. Shoot and root lengths and dry mass were measured on five-day-old sprouts. Total phenol content and antioxidant activity were determined using the DPPH assay on dried ethanolic extracts. Total soluble protein content and superoxide dismutase activity were measured in frozen hypocotyls. All elicitors stimulated the antioxidant functions of sprouts and, at the highest concentrations, reduced the biometric parameters; therefore, lower concentrations were better. For the first time, a balance between elicitor concentration and application in instalments was achieved to maintain the production of sprouts with enhanced nutritional characteristics.

A produção de alimentos bioativos é um dos objetivos da agricultura. O uso de brotos para consumo humano é uma forma eficiente de aumentar a ingestão de nutrientes essenciais, como minerais, vitaminas e outros compostos bioativos. O uso de elicitores pode aumentar o valor nutricional desses produtos. A produção de biomassa, o conteúdo de compostos fenólicos e a atividade antioxidante de brotos de feijão (Vigna radiata L.) após a elicitação foram examinados neste estudo. Brotos de feijão foram tratados com ácido salicílico (SA), ácido ascórbico (AA) e tocoferol (TOC) em diferentes concentrações e número de aplicações. O comprimento da parte aérea e da raiz e a massa seca foram medidos em brotos com cinco dias de idade. O teor de fenol total e a atividade antioxidante foram determinados usando o ensaio DPPH em extratos etanólicos secos. O conteúdo total de proteína solúvel e atividade da superóxido dismutase foram medidos em hipocótilos congelados. Todos os elicitores estimularam as funções antioxidantes dos brotos e, nas maiores concentrações, reduziram os parâmetros biométricos; assim, concentrações mais baixas foram mais eficientes. Pela primeira vez, foi alcançado um equilíbrio entre a concentração do elicitor e a aplicação em parcelas para incrementar a produção de brotos e aprimorar características nutricionais aprimoradas.

Eficiência do uso de nitrogênio em plantas transgênicas de tabaco com alto acúmulo de prolina / Nitrogen use efficiency in transgenic tobacco plantas with high accumulation of proline

O aumento da eficiência de uso do nitrogênio nas plantas cultivadas é resultado da melhoria nos mecanismos envolvidos na absorção, translocação, assimilação e remobilização do nitrogênio. Nesse estudo, plantas de tabaco com alto acúmulo de prolina causado pela inserção do gene mutante VaP5CSF129A sob controle do promotor constitutivo CaMV35S foram utilizadas como modelo para investigar o efeito da superexpressão do transgene na absorção e utilização de nitrogênio. Para tanto, foi conduzido um experimento em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x5, formado por dois genótipos (evento transgênico e controle não transformado) e cinco doses de adubação nitrogenada (25, 50, 100, 200 e 400 kgha-¹ de nitrogênio). As plantas foram avaliadas quanto à altura, número de folhas, massa seca, teor de prolina livre, teores de nitrogênio e de proteína total; além das eficiências de absorção (EAbs), utilização (EUtil) e uso (EUN) do nitrogênio aplicado. As plantas do evento transgênico com alto acúmulo de prolina foram menos eficientes que as plantas controle em termos de absorção de nitrogênio, apresentando menores teores de nitrogênio nas folhas, raiz e na planta inteira, o que resultou em menor EAbs nessas plantas. Não houve diferença na eficiência de utilização de nitrogênio entre os genótipos transgênico e o controle. No entanto, as plantas transgênicas apresentaram menor EUN em comparação às plantas controle. Concluiu-se que plantas de tabaco transgênicas com alto acúmulo de prolina não apresentam potencial de utilização direta em sistemas agrícolas, uma vez que a alteração do balanço bioquímico entre os metabolismos de nitrogênio e carbono não resultou em plantas com maior eficiência de uso do nitrogênio.

Increasing the nitrogen use efficiency of crop plants is a result of the improvement in the mechanisms involved in nitrogen uptake, translocation, assimilation and remobilization. In this study, tobacco plants with high accumulation of proline caused by the insertion of the VaP5CSF129A mutant gene under control of the constitutive promoter CaMV35S was used as a model to investigate the effect of overexpression of the transgene in the uptake and utilization of N. For this, an experiment was carried out in a completely randomized design, in a 2x5 factorial arrangement, with two genotypes (transgenic event and untransformed control) and five levels of nitrogen fertilization (25, 50, 100, 200 and 400 kg N ha-¹), cultivated under greenhouse conditions. Plants were evaluated for height, number of leaves, dry mass, free proline content, nitrogen content, total protein content and use of the applied N (efficiency of absorption -EAbs, efficiency of leaf utilization –EUtil and efficiency of plant use -EUN). The transgenic plants with high proline accumulation were less efficient than the control plants in terms of nitrogen absorption (with lower N levels in root, leaves and whole plant), which resulted in lower EAbs. There was no difference between the transgenic and control genotypes for EUtil. However, the transgenic plants presented lower EUN in comparison to the control plants. Our data showed that transgenic tobacco plants with high proline accumulation do not have potential for direct use in agricultural systems, since the alteration of the biochemical balance between the metabolisms of nitrogen and carbon did not result in plants with higher EUN.

Eficiência do uso de nitrogênio em plantas transgênicas de tabaco com alto acúmulo de prolina / Nitrogen use efficiency in transgenic tobacco plantas with high accumulation of proline

O aumento da eficiência de uso do nitrogênio nas plantas cultivadas é resultado da melhoria nos mecanismos envolvidos na absorção, translocação, assimilação e remobilização do nitrogênio. Nesse estudo, plantas de tabaco com alto acúmulo de prolina causado pela inserção do gene mutante VaP5CSF129A sob controle do promotor constitutivo CaMV35S foram utilizadas como modelo para investigar o efeito da superexpressão do transgene na absorção e utilização de nitrogênio. Para tanto, foi conduzido um experimento em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x5, formado por dois genótipos (evento transgênico e controle não transformado) e cinco doses de adubação nitrogenada (25, 50, 100, 200 e 400 kgha-¹ de nitrogênio). As plantas foram avaliadas quanto à altura, número de folhas, massa seca, teor de prolina livre, teores de nitrogênio e de proteína total; além das eficiências de absorção (EAbs), utilização (EUtil) e uso (EUN) do nitrogênio aplicado. As plantas do evento transgênico com alto acúmulo de prolina foram menos eficientes que as plantas controle em termos de absorção de nitrogênio, apresentando menores teores de nitrogênio nas folhas, raiz e na planta inteira, o que resultou em menor EAbs nessas plantas. Não houve diferença na eficiência de utilização de nitrogênio entre os genótipos transgênico e o controle. No entanto, as plantas transgênicas apresentaram menor EUN em comparação às plantas controle. Concluiu-se que plantas de tabaco transgênicas com alto acúmulo de prolina não apresentam potencial de utilização direta em sistemas agrícolas, uma vez que a alteração do balanço bioquímico entre os metabolismos de nitrogênio e carbono não resultou em plantas com maior eficiência de uso do nitrogênio.(AU)

Increasing the nitrogen use efficiency of crop plants is a result of the improvement in the mechanisms involved in nitrogen uptake, translocation, assimilation and remobilization. In this study, tobacco plants with high accumulation of proline caused by the insertion of the VaP5CSF129A mutant gene under control of the constitutive promoter CaMV35S was used as a model to investigate the effect of overexpression of the transgene in the uptake and utilization of N. For this, an experiment was carried out in a completely randomized design, in a 2x5 factorial arrangement, with two genotypes (transgenic event and untransformed control) and five levels of nitrogen fertilization (25, 50, 100, 200 and 400 kg N ha-¹), cultivated under greenhouse conditions. Plants were evaluated for height, number of leaves, dry mass, free proline content, nitrogen content, total protein content and use of the applied N (efficiency of absorption -EAbs, efficiency of leaf utilization –EUtil and efficiency of plant use -EUN). The transgenic plants with high proline accumulation were less efficient than the control plants in terms of nitrogen absorption (with lower N levels in root, leaves and whole plant), which resulted in lower EAbs. There was no difference between the transgenic and control genotypes for EUtil. However, the transgenic plants presented lower EUN in comparison to the control plants. Our data showed that transgenic tobacco plants with high proline accumulation do not have potential for direct use in agricultural systems, since the alteration of the biochemical balance between the metabolisms of nitrogen and carbon did not result in plants with higher EUN.(AU)

Bacillus subtilis improves maize tolerance to salinity

ABSTRACT: The aim of this study was to evaluate the biochemical responses of maize, under saline stress, inoculated with Bacillus subtilis. Four levels of salinity were assessed: 0mM, 50mM, 100mM, and 200mM of sodium chloride (NaCl). Saline conditions influenced negatively maize growth. However, the inoculation of B. subtilis improved the plant growth at highest level of NaCl. Chlorophyll content decreased while proline increased in inoculated plants submitted to highest salt levels. Also, B. subtilis increased the relative water content in leaves. B. subtilis improves the plant growth under salinity and ameliorates the biochemical damages in maize.

RESUMO: O objetivo do estudo foi avaliar a resposta bioquímica do milho, sob stresse salino, inoculado com Bacillus subtilis. Quatro níveis de salinidade foram avaliados: 0mM, 50mM, 100mM e 200mM de cloreto de sódio (NaCl). Condições salinas influenciaram negativamente o crescimento do milho. Entretanto, a inoculação com B. subtilis melhorou o crescimento das plantas no maior nível de NaCl. O teor de clorofila decresceu enquanto que a prolina aumentou em plantas submetidas aos níveis salinos e inoculadas com B. subtilis. B. subtilis também aumentou o conteúdo de agua foliar. A inoculação com B. subtilis promove melhor crescimento das plantas sob salinidade e atenua os danos bioquímicos no milho.

Bacillus subtilis improves maize tolerance to salinity / Bacillus subtilis melhora a tolerância do milho a salinidade

The aim of this study was to evaluate the biochemical responses of maize, under saline stress, inoculated with Bacillus subtilis. Four levels of salinity were assessed: 0mM, 50mM, 100mM, and 200mM of sodium chloride (NaCl). Saline conditions influenced negatively maize growth. However, the inoculation of B. subtilis improved the plant growth at highest level of NaCl. Chlorophyll content decreased while proline increased in inoculated plants submitted to highest salt levels. Also, B. subtilis increased the relative water content in leaves. B. subtilis improves the plant growth under salinity and ameliorates the biochemical damages in maize.(AU)

O objetivo do estudo foi avaliar a resposta bioquímica do milho, sob stresse salino, inoculado com Bacillus subtilis. Quatro níveis de salinidade foram avaliados: 0mM, 50mM, 100mM e 200mM de cloreto de sódio (NaCl). Condições salinas influenciaram negativamente o crescimento do milho. Entretanto, a inoculação com B. subtilis melhorou o crescimento das plantas no maior nível de NaCl. O teor de clorofila decresceu enquanto que a prolina aumentou em plantas submetidas aos níveis salinos e inoculadas com B. subtilis. B. subtilis também aumentou o conteúdo de agua foliar. A inoculação com B. subtilis promove melhor crescimento das plantas sob salinidade e atenua os danos bioquímicos no milho.(AU)