Antioxidant responses of damiana (Turnera diffusa Willd) to exposure to artificial ultraviolet (UV) radiation in an in vitro model; part I; UV-C radiation.

INTRODUCTION: Ultraviolet type C (UV-C) radiation has higher energy than the UV-B radiation and has been less studied because it is completely absorbed by the ozone layer. However, artificial UV-C radiation can generate diverse modifications in the plants. Given that exposure to UV-C for short periods of time increases the antioxidant content, improving the appearance and shelf-life of products, its potential application in postharvest treatments to modify the antioxidant content of medicinal plants, such as damiana (Turnera diffusa), is novel and relevant. OBJECTIVE: To determine the effects of UV-C radiation on enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses, as well as oxidative damage levels, in damiana (Turnera diffusa) plants in vitro. RESULTS: UV-C radiation decreased superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) and total peroxidases (POX, EC 1.11.1) activities, the concentration of chlorophylls (a and b), carotenes, vitamin C, and total antioxidant capacity. UV-C radiation increased the phenolic compound levels in damiana. Loss of antioxidant defenses was higher in damiana plants exposed to higher UV-C doses and/or for longer periods. This study suggests that UV-C radiation induces oxidative stress, evidenced as increased protein carbonyls and phenolic compound content, in damiana (T. diffusa). CONCLUSION: Low dose, short exposure to UV-C stimulates phenolic compound content in damiana. Thus, controlled UV-C treatments could be used as postharvest treatment to increase phenolic compound content in damiana plants.

Introducción: La radiación ultravioleta tipo C (UV-C) presenta mayor energía y es menos estudiada que la radiación UV-B, debido a que se considera que es totalmente absorbida por la capa de ozono. Sin embargo, la radiación UV-C artificial es capaz de generar diversas modificaciones en las plantas. Dado que la exposición a UV-C por intervalos de tiempo cortos incrementa la concentración de compuestos antioxidantes, mejorando la apariencia y vida de anaquel de los productos, su potencial aplicación en tratamientos poscosecha para modificar el contenido antioxidante de plantas medicinales, como la damiana (Turnera diffusa), es novedoso y relevante. Objetivo: Determinar el efecto de la radiación UV-C sobre las defensas antioxidantes enzimáticas y no enzimáticas, así como en los niveles de daño oxidativo de damiana (Turnera diffusa) in vitro. Resultados: La radiación UV-C disminuyó la actividad de las enzimas superóxido dismutasa (SOD, EC 1.15.1.1) y peroxidasas totales (POX, CE 1.11.1), la concentración de clorofila (a y b), carotenos, vitamina C y la capacidad antioxidante total, e incrementó el contenido de compuestos fenólicos en damiana. La disminución de las defensas antioxidantes fue mayor en plantas de damiana expuestas a dosis más altas de UV-C o por períodos más largos. Estos resultados sugieren que la radiación UV-C induce estrés oxidativo, evidenciado por el incremento del contenido de carbonilos proteicos y el contenido de compuestos fenólicos en damiana (T. diffusa). Conclusión: Dosis bajas y menor exposición a UV-C estimulan la síntesis de compuestos fenólicos en damiana. Por ello, tratamientos controlados con UV-C podrían emplearse como tratamientos poscosecha para incrementar el contenido de compuestos fenólicos en plantas de damiana.

Antioxidant responses of damiana (Turnera diffusa Willd) to exposure to artificial ultraviolet (UV) radiation in an in vitro model; part ii; UV-B radiation.

INTRODUCTION: Ultraviolet type B (UV-B) radiation effects on medicinal plants have been recently investigated in the context of climate change, but the modifications generated by UV-B radiation might be used to increase the content of antioxidants, including phenolic compounds. OBJECTIVE: To generate information on the effect of exposure to artificial UV-B radiation at different highdoses in the antioxidant content of damiana plants in an in vitro model. METHODS: Damiana plantlets (tissue cultures in Murashige- Skoog medium) were irradiated with artificial UV-B at 3 different doses (1) 0.5 ± 0.1 mW cm-2 (high) for 2 h daily, (2) 1 ± 0,1 mW cm-2 (severe) for 2 h daily, or (3) 1 ± 0.1 mW cm-2 for 4 h daily during 3 weeks. The concentration of photosynthetic pigments (chlorophylls a and b, carotenoids), vitamins (C and E) and total phenolic compounds, the enzymatic activity of superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) and total peroxidases (POX, EC 1.11.1), as well as total antioxidant capacity and lipid peroxidation levels were quantified to assess the effect of high artificial UV-B radiation in the antioxidant content of in vitro damiana plants. RESULTS: Severe and high doses of artificial UV-B radiation modified the antioxidant content by increasing the content of vitamin C and decreased the phenolic compound content, as well as modified the oxidative damage of damiana plants in an in vitro model. CONCLUSION: UV-B radiation modified the antioxidant content in damiana plants in an in vitro model, depending on the intensity and duration of the exposure.

Introducción: Los efectos de la radiación ultravioleta tipo B (UV-B) sobre las plantas medicinales se han investigado recientemente en el contexto del cambio climático, pero las modificaciones que genera la radiación UV-B podrían emplearse para modificar el contenido de compuestos antioxidantes, incluyendo los compuestos fenólicos. Objetivo: Generar información sobre el efecto de una alta exposición a UV-B artificial en el contenido antioxidante de damiana (Turnera diffusa, Willd) en un modelo in vitro. Método: Plántulas de damiana en cultivo de tejidos (medio Murashige-Skoog) fueron irradiadas con UV-B artificial en 3 diferentes dosis: (1) 0,5 ± 0,1 mW cm-2 (alto) por 2 h diarias, (2) 1 ± 0,1 mW cm-2 (severa) por 2 h diarias, o (3) 1 ± 0,1 mW cm-2 durante 4 horas diarias por 3 semanas. Se cuantificó la concentración de pigmentos fotosintéticos (clorofilas a y b, carotenoides), vitaminas (C y E) y compuestos fenólicos totales, la actividad enzimática de la superóxido dismutasa (SOD, EC 1.15.1.1) y las peroxidasas totales (POX, EC 1.11.1), así como la capacidad antioxidante total y la peroxidación de lípidos para evaluar el efecto de la alta radiación UV-B artificial en el contenido antioxidante de damiana in vitro. Resultados: Dosis altas y severas de radiación UV-B artificial modificaron el contenido antioxidante incrementando el contenido de vitamina C y disminuyendo el contenido de compuestos fenólicos totales, además de modificar el daño oxidativo de plantas de damiana en un modelo in vitro. Conclusión: La radiación UV-B modifica el contenido antioxidante en damiana en un modelo in vitro, dependiendo de la intensidad y el tiempo de exposición.

Antioxidant responses of damiana (Turnera diffusa Willd) to exposure to artificial ultraviolet (UV) radiation in an in vitro model; part I; UV-C radiation / Respuesta antioxidante en damiana (turnera diffusa willd) expuesta a radiación ultravioleta (UV) artificial en un modelo in vitro; parte I; radiación UV-C

Introduction: Ultraviolet type C (UV-C) radiation has higher energy than the UV-B radiation and has been less studied because it is completely absorbed by the ozone layer. However, artificial UV-C radiation can generate diverse modifications in the plants. Given that exposure to UV-C for short periods of time increases the antioxidant content, improving the appearance and shelf-life of products, its potential application in postharvest treatments to modify the antioxidant content of medicinal plants, such as damiana (Turnera diffusa), is novel and relevant. Objective: To determine the effects of UV-C radiation on enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses, as well as oxidative damage levels, in damiana (Turnera diffusa) plantsin vitro. Results: UV-C radiation decreased superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) and total peroxidases (POX, EC 1.11.1) activities, the concentration of chlorophylls (a and b), carotenes, vitamin C, and total antioxidant capacity. UV-C radiation increased the phenolic compound levels in damiana. Loss of antioxidant defenses was higher in damiana plants exposed to higher UV-C doses and/or for longer periods. This study suggests that UV-C radiation induces oxidative stress, evidenced as increased protein carbonyls and phenolic compound content, in damiana (T. diffusa). Conclusion: Low dose, short exposure to UV-C stimulates phenolic compound content in damiana. Thus, controlled UV-C treatments could be used as postharvest treatment to increase phenolic compound content in damiana plants (AU)

Introducción: La radiación ultravioleta tipo C (UV-C) presenta mayor energía y es menos estudiada que la radiación UV-B, debido a que se considera que es totalmente absorbida por la capa de ozono. Sin embargo, la radiación UV-C artificial es capaz de generar diversas modificaciones en las plantas. Dado que la exposición a UV-C por intervalos de tiempo cortos incrementa la concentración de compuestos antioxidantes, mejorando la apariencia y vida de anaquel de los productos, su potencial aplicación en tratamientos poscosecha para modificar el contenido antioxidante de plantas medicinales, como la damiana (Turnera diffusa), es novedoso y relevante. Objetivo: Determinar el efecto de la radiación UV-C sobre las defensas antioxidantes enzimáticas y no enzimá- ticas, así como en los niveles de daño oxidativo de damiana (Turnera diffusa) in vitro. Resultados: La radiación UV-C disminuyó la actividad de las enzimas superóxido dismutasa (SOD, EC 1.15.1.1) y peroxidasas totales (POX, CE 1.11.1), la concentración de clorofila (a y b), carotenos, vitamina C y la capacidad antioxidante total, e incrementó el contenido de compuestos fenólicos en damiana. La disminución de las defensas antioxidantes fue mayor en plantas de damiana expuestas a dosis más altas de UV-C o por períodos más largos. Estos resultados sugieren que la radiación UV-C induce estrés oxidativo, evidenciado por el incremento del contenido de carbonilos proteicos y el contenido de compuestos fenólicos en damiana (T. diffusa). Conclusión: Dosis bajas y menor exposición a UV-C estimulan la síntesis de compuestos fenólicos en damiana. Por ello, tratamientos controlados con UV-C podrían emplearse como tratamientos poscosecha para incrementar el contenido de compuestos fenólicos en plantas de damiana (AU)

Antioxidant responses of damiana (Turnera diffusaWilld) to exposure to artificial ultraviolet (UV) radiation in an in vitro model; part II; UV-B radiation / Respuesta antioxidante en damiana (turnera diffusa willd) expuesta a radiación ultravioleta (UV) artificial en un modelo in vitro; parte II; radiación UV-B

Introduction: Ultraviolet type B (UV-B) radiation effects on medicinal plants have been recently investigated in the context of climate change, but the modifications generated by UV-B radiation might be used to increase the content of antioxidants, including phenolic compounds. Objective: To generate information on the effect of exposure to artificial UV-B radiation at different highdoses in the antioxidant content of damiana plants in an in vitro model. Methods: Damiana plantlets (tissue cultures in Murashige-Skoog medium) were irradiated with artificial UV-B at 3 different doses (1) 0.5 ± 0.1 mW cm-2 (high) for 2 h daily, (2) 1 ± 0,1 mW cm-2 (severe) for 2 h daily, or (3) 1 ± 0.1 mW cm-2 for 4 h daily during 3 weeks. The concentration of photosynthetic pigments (chlorophylls a and b, carotenoids), vitamins (C and E) and total phenolic compounds, the enzymatic activity of superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) and total peroxidases (POX, EC 1.11.1), as well as total antioxidant capacity and lipid peroxidation levels were quantified to assess the effect of high artificial UV-B radiation in the antioxidant content of in vitro damiana plants. Results: Severe and high doses of artificial UV-B radiation modified the antioxidant content by increasing the content of vitamin C and decreased the phenolic compound content, as well as modified the oxidative damage of damiana plants in an in vitro model. Conclusion: UV-B radiation modified the antioxidant content in damiana plants in an in vitro model, depending on the intensity and duration of the exposure (AU)

Introducción: Los efectos de la radiación ultravioleta tipo B (UV-B) sobre las plantas medicinales se han investigado recientemente en el contexto del cambio climático, pero las modificaciones que genera la radiación UV-B podrían emplearse para modificar el contenido de compuestos antioxidantes, incluyendo los compuestos fenólicos. Objetivo: Generar información sobre el efecto de una alta exposición a UV-B artificial en el contenido antioxidante de damiana (Turnera diffusa, Willd) en un modelo in vitro. Método: Plántulas de damiana en cultivo de tejidos (medio Murashige-Skoog) fueron irradiadas con UV-B artificial en 3 diferentes dosis: (1) 0,5 ± 0,1 mW cm-2 (alto) por 2 h diarias, (2) 1 ± 0,1 mW cm-2 (severa) por 2 h diarias, o (3) 1 ± 0,1 mW cm-2 durante 4 horas diarias por 3 semanas. Se cuantificó la concentración de pigmentos fotosintéticos (clorofilas a y b, carotenoides), vitaminas (C y E) y compuestos fenólicos totales, la actividad enzimática de la superóxido dismutasa (SOD, EC 1.15.1.1) y las peroxidasas totales (POX, EC 1.11.1), así como la capacidad antioxidante total y la peroxidación de lípidos para evaluar el efecto de la alta radiación UV-B artificial en el contenido antioxidante de damiana in vitro. Resultados: Dosis altas y severas de radiación UV-B artificial modificaron el contenido antioxidante incrementando el contenido de vitamina C y disminuyendo el contenido de compuestos fenólicos totales, además de modificar el daño oxidativo de plantas de damiana en un modelo in vitro. Conclusión: La radiación UV-B modifica el contenido antioxidante en damiana en un modelo in vitro, dependiendo de la intensidad y el tiempo de exposición (AU)