Localized increases of polyphenol concentration and antioxidant capacity in relation to the differential accumulations of copper and cadmium in roots and in shoots of sunflower.

In this study, we examined the relevance of polyphenols in the response of sunflower plants to acute Cu and Cd stresses. More specifically, we aimed to correlate spatially and temporally the accumulation of polyphenols with the occurrence of oxidative stress, and to estimate their contribution to the antioxidant capacities. Under our experimental conditions, the presence of Cu and Cd (75 µmol·L-1) in the nutrient solution caused oxidative damage, as detected by the accumulation of malondialdehyde, in roots of Cu-treated plants and in leaves of Cd-treated plants; in the latter, significant inhibition of photosynthesis also occurred. These effects were in agreement with the preferential accumulation of Cu in the roots and the greater translocation of Cd to the shoots. This oxidative damage was associated with a concerted plant response, characterized by stimulation of phenylalanine ammonia-lyase, ascorbate peroxidase, and guaiacol peroxidase activities, and by the accumulation of polyphenols whose concentrations were closely correlated (R2 = 0.95) to the total antioxidant capacity of plants extracts. Globally, the co-occurrence of oxidative damages and polyphenol accumulation, and the correlations among polyphenol concentrations, total antioxidant capacities, and stimulations of the peroxidases support the involvement of polyphenols in protection against oxidative damage generated by Cu and Cd in plants. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Les auteurs ont examiné la signification des polyphénols dans la réaction de plants de tournesol, sous l'influence de stress aigus provoqués par le Cu et le Cd. Plus spécifiquement, ils se sont proposé d'établir des corrélations spatio-temporelles entre l'accumulation de polyphénols et l'incidence de stress oxydatifs, et d'évaluer leur contribution aux pouvoirs antioxydants. Sous les conditions expérimentales utilisées, la présence de Cu et de Cd (75 µmol·L-1) dans la solution nutritive cause des dommages oxydatifs, tel que décelé par l'accumulation de malondialdéhyde dans les racines des plants traités avec le Cu et dans les feuilles de ceux traités avec le Cd; chez ce dernier on a également observé une inhibition de la photosynthèse. Ces effets concordent avec l'accumulation préférentielle du Cu dans les racines et la plus forte translocation du Cd dans les tiges. Ce dommage oxydatif s'associe à une réaction concertée de la plante, caractérisée par la stimulation des activités de la phénylalanine ammonia-lyase, de l'ascorbate peroxydase et de la guaicol peroxydase, ainsi que par l'accumulation de polyphénols dont les teneurs montrent une forte corrélation (R2 = 95) avec le pouvoir antioxydant total des extraits végétaux. Globalement, la co-occurrence des dommages oxydatifs et de l'accumulation de polyphénols, ainsi que les corrélations entre les teneurs en polyphénols, les pouvoirs antioxydants et les stimulations des peroxydases supportent l'implication des polyphénols dans la protection contre le dommage oxydatif généré par le Cu et le Cd chez les plantes. [ABSTRACT FROM AUTHOR]