Role of phytoprostanes and phytofurans in the protection and defense mechanisms of rice (Oryza sativa L.) against oxidative stress caused by abiotec agents and different technological practices

Resumen

El arroz desempeña un papel fundamental para la seguridad alimentaria de más de la mitad de la población mundial. Al menos el 60% de los suelos cultivados tienen limitaciones de estrés abiótico causadas por deficiencias minerales, temperaturas, extremas, sequía o acidez. Prácticas tecnológicas específicas pueden contribuir a disminuir los daños. Los fitoprostanos (FPs) y fitofuranos (FFs) producidos a través de reacciones de oxidación no enzimática del ácido linolénico de las membranas vegetales, son capaces de protegerlas células los efectos nocivos derivados del estrés oxidativo. En este marco, la presente tesis propone estudiar el perfil y contenido de FPs y FFs en arroz blanco, integral y salvado de arroz, en diferentes genotipos, así como su rol en los mecanismos de protección y defensa contra el estrés oxidativo causado por agentes abióticos y diferentes prácticas tecnológicas. Con el fin de comprender los niveles de estrés oxidativo inducido por las prácticas agronómicas específicas, se establecieron 3 ensayos durante las estaciones de crecimiento (Octubre-2015/Abril-2016 y Octubre-2016/Abril-2017), en un campo experimental, en el centro-este de Argentina, perteneciente a la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales de la Universidad Nacional de La Plata (34˚52’S, 57˚57’W, 9.8 m de altitud). El diseño experimental consistió, en todos los casos, en bloques al azar con 3 repeticiones. En el primer ensayo se analizaron las harinas de grano pulido, integral y salvado de arroz de 14 variedades. El segundo ensayo consistió en la siembra de 1 variedad control, y 4 genotipos de elevado contenido proteico en grano; los tratamientos fueron 0 y 0,3 Lha-1 de fertilizante foliar (solución de micronutrientes). En el tercer ensayo se sembraron 7 genotipos. Los tratamientos fueron dos ambientes (campo abierto y cubierta plástica) y pulverizaciones de acido salicílico en dosis de 0, 1 y 15 mM. Los granos se molieron y tamizaron. La preparación y adecuación de las muestras se realizó mediante extracción en fase sólida y su análisis cuali-cuantitativo utilizando UHPLC-ESI-QqQ-MS/MS. Las diferencias estadísticas se obtuvieron efectuando análisis de varianza multifactorial o de una vía (ANOVA) y las medias se compararon utilizando el test de Tukey. Los FPs y FFs analizados fueron: 9-F1t-PhytoP; Ent-16-F1t-PhytoP + Ent-16-epi-16-F1t-PhytoP; 9-epi-9-F1t-PhytoP; 9-epi-9-D1t-PhytoP; 9-D1t-PhytoP; Ent- 16-B1-PhytoP + 16-B1-PhytoP; Ent-9-L1-PhytoP + 9-L1-PhytoP; Ent-16-(RS)-9-epi-ST-Δ14-10-PhytoF; Ent-9-(RS)-12-epi-ST-Δ10-13-PhytoF y Ent-16-(RS)-13-epi-ST-Δ14-9-PhytoF. La implementación de los ensayos y la metodología indicada permitieron obtener los siguientes resultados: 1) En relación con el impacto del proceso tecnológico de la obtención de harinas de arroz sobre los niveles de FPs y FFs, se observó que, para ambos grupos, las concentraciones promedio fueron más altas en el salvado de arroz que en las harinas de grano pulido e integral. Las concentraciones recuperadas sugieren que el salvado de arroz es una valiosa fuente dietética de FPs y FFs que debería considerarse en estudios adicionales sobre biodisponibilidad y bioactividad in vitro e in vivo. 2) Al analizar el impacto de la fertilización foliar sobre el contenido de FPs y FFs totales, se encontraron efectos significativos. La abundancia relativa de FPs promedio de los tratamientos y los genotipos resultó entre 213,3 y 3,1 ng g-1 ms; mientras que en los FFs fue entre 19,2 y 3,5 ng g-1ms. El contenido total de FPs y FFs disminuyó un 31,9% y un 20,0% respectivamente con el tratamiento de fertilización foliar. 3) Finalmente, con respecto al efecto de los diferentes ambientes y la aplicación de ácido salicílico se observó que ambos tratamientos produjeron una reducción de la concentración de los biomarcadores dependiente de los compuestos y genotipos estudiados.