Temperature-dependent alterations of respiration in leaves of two selected vascular plant species: the role of the alternative oxidase pathway

Abstract

Effects of higher temperatures on respiration and activity of alternative oxidase (AOX) were studied in mature leaves of Ajuga reptans L. and Rhodiola rosea L. Total respiration in both A. reptans and R. rosea increased exponentially with the increasing temperature of 10 °C to 35 °C. Respiration in the presence of benzhydroxamic acid (BHAM) also increased exponentially in accordance with the increasing temperature in the leaves of both A. reptans and R. rosea. Relative activity of the alternative pathway decreased significantly in the leaves of A. reptans with increasing temperatures. However, an increase in the relative activity of the alternative pathway was detected in the leaves of R. rosea. Thermoresistance of the alternative respiratory pathway was considered to be higher in R. rosea compared to A. reptans. We suppose that A. reptans and R. rosea have different mechanisms regulating partitioning of electrons to the alternative respiratory pathway. Key words: alternative respiratory pathway, respiration, alternative oxidase, leaves, temperature. RESUMO ALTERAÇÕES DE RESPIRAÇÃO DEPENDENTES DE TEMPERATURA EM FOLHAS DE DUAS ESPÉCIES DE PLANTAS VASCULARES SELECIONADAS: O PAPEL DO CAMINHAMENTO ALTERNATIVO DA OXIDASEEstudaram-se os efeitos de temperaturas mais altas na respiração e na atividade do caminhamento alternativo da oxidase (AOX) em folhas maduras de Ajuga reptans L. e de Rhodiola rosea L. Verificou-se que a respiração total, tanto em A. reptans como em R. rosea, apresentou aumento exponencial com a temperatura crescente de 10 ºC para 35 ºC. Observou-se, também, que na presença de ácido benzidroxâmico (BHAM) houve aumento exponencial na respiração com a variação crescente da temperatura nas folhas das duas plantas estudadas. A atividade relativa do caminhamento alternativo diminuiu significativamente nas folhas de A. reptans com temperaturas crescentes; verificou-se, porém, aumento nas folhas de R. rosea. A termorresistência do caminhamento respiratório alternativo foi considerada mais alta em R. rosea que em A. reptans. Supõe-se que ambas possuem diferentes mecanismos que regulam a partição de elétrons para o caminhamento respiratório alternativo. Palavras-chaves: caminhamento respiratório alternativo, respiração, oxidase alternativo, folhas, temperatura.( 1 )