Proline and antioxidant enzymes protect Tabebuia aurea (Bignoniaceae) from transitory water deficiency

Abstract Water deficiency is a major abiotic stress that limits biomass production and drives plant species distributions. We evaluate the effects of water deficiency on ecophysiological and biochemical parameters of seedlings of Tabebuia aurea. Plants were subjected to daily watering (control) and to stress by soil water deficiency for 29 days. Leaf area, plant biomass, gas exchange, SPAD index, maximum quantum yield (Fv / Fm), quantum yield of PSII (ΦPSII), superoxide dismutase (SOD) and L-ascorbate peroxidase (APX) activity, lipid peroxidation, and proline content were recorded. Plants responded to water deficit by reducing leaf area and accumulating proline. Stomatal conductance was reduced to limit the water loss by transpiration. However, limiting CO2 uptake caused reduction in photosynthesis and biomass. The excess of energy unutilized by photosynthesis reduced SPAD index and ΦPSII. As a result, we observed an increase in SOD and APX activity, protecting chloroplast membranes from further damages caused by lipid peroxidation. Our results indicate that T. aurea have capacity to survive under water deficiency reducing stomatal aperture, but affecting the rate of CO2 assimilation. Nevertheless, plants showed mechanisms to preventing damages to the photosynthetic apparatus. Such plasticity is an important adaptation for plants growing in dry environmental. Resumo A deficiência hídrica é um importante estresse abiótico que limita a produção de biomassa e dirige a distribuição de espécies vegetais. Nós avaliamos os efeitos da deficiência hídrica sobre parâmetros ecofisiológicos e bioquímicos de plantas jovens de Tabebuia aurea, uma espécie arbórea nativa da “Caatinga”, um bioma semiárido. Plantas foram submetidas à irrigação diária (controle) e ao estresse promovido por deficiência de água no solo por 29 dias. A área foliar, biomassa da planta, trocas gasosas, índice SPAD, rendimento quântico máximo (Fv / Fm) efetivo do PSII (ΦPSII), atividade da superóxido dismutase (SOD) e L-ascorbato peroxidase (APX), peroxidação lipídica e teores de prolina foram determinados. As plantas responderam ao estresse hídrico reduzindo a área foliar e acumulando prolina. A condutância estomática também foi reduzida limitando a perda de água por transpiração. Contudo, a limitação da absorção de CO2 causou reduções nas taxas fotossintéticas e na biomassa. O excesso de energia não utilizada pela fotossíntese provocou uma redução no índice SPAD e em ΦPSII. Como resultado, nós ob