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Tipo: Dissertação
Título: Efeitos do arsênio em raízes de plântulas de Cajanus cajan (L.) DC (Fabaceae)
Título(s) alternativo(s): Arsenic s effects in seedlings of Cajanus cajan (L.) DC (Fabaceae) roots
Autor(es): Barbosa, Alice Pita
Primeiro Orientador: Azevedo, Aristéa Alves
Primeiro coorientador: Meira, Renata Maria Strozi Alves
Segundo coorientador: Ribas, Rogério Ferreira
Primeiro avaliador: Silva, Kellen Lagares Ferreira
Segundo avaliador: Silva, Luzimar Campos da
Terceiro avaliador: Otoni, Wagner Campos
Abstract: A contaminação ambiental por arsênio (As) constitui um problema sério em várias regiões do mundo, visto que este elemento apresenta elevada toxidade para os seres vivos. Metodologias físico-químicas para detecção deste poluente no ambiente são bastante laboriosas, sendo o uso de espécies vegetais sensíveis uma boa alternativa para processos de bioindicação. Avaliações dos efeitos tóxicos do As em raízes de plântulas de Cajanus cajan (Fabaceae) foram realizadas após exposição ao poluente. Para isso, procedeu-se a análise do crescimento das raízes laterais e principal; caracterização anatômica, incluindo análises micromorfométricas e histoquímica; e avaliação da genotoxidade, por meio da determinação do índice mitótico. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, na Unidade de Crescimento de Plantas da Universidade Federal de Viçosa. No primeiro experimento, plântulas de C. cajan foram expostas, em solução nutritiva, às concentrações de 0,0 e 1,5 mg L-1 de As, na forma de arsenato de sódio, durante dez dias consecutivos. No experimento posterior foram utilizadas as concentrações de 0,0; 0,5; 1,0 e 2,0 mg L-1 de As e a exposição teve duração de três dias. A sensibilidade de C. cajan foi confirmada. Verificou-se que o As promoveu redução no crescimento da raiz principal e das laterais, estas últimas não visualizadas no tratamento com 2,0 mg L-1 de As. Contudo, microscopicamente, foi possível notar que os primórdios foram formados, mas permaneceram retidos no córtex. Notou-se que as raízes adquiriram aspecto gelatinoso e coloração escurecida com o passar do tempo de exposição. Também foram detectados problemas na formação da coifa e encurvamento do ápice radicular. A anatomia mostrou ser uma ferramenta eficiente na detecção da sensibilidade de C. cajan. Alterações anatômicas mais severas, como desintegração tecidual, nas regiões adjacentes às raízes laterais, na zona de ramificação, sugerem que esta possa ser uma importante via de entrada do poluente. Nessa mesma região células do felogênio e do câmbio apresentaram formato e planos de divisão incomuns, o que acarretou a formação de um xilema secundário assimétrico. Na zona de alongamento foram observadas células com formato alterado, indicando perda de turgidez celular. O As promoveu aumento na proporção ocupada pelo cilindro vascular, redução na proporção de espaços intercelulares no córtex, em função do maior adensamento celular nessa região, e também redução na área, em secção transversal, dos elementos de vaso. O teste histoquímico revelou acúmulo de compostos fenólicos na região do cilindro vascular e acúmulo de pectinas ao redor da raiz, possivelmente em função da ocorrência de alterações na composição química e/ou da estrutura da parede celular. A determinação do índice mitótico nos ápices radiculares evidenciou que o As apresenta elevado grau de genotoxidade, uma vez que houve um decréscimo no número de células em divisão mitótica com o incremento de As na solução nutritiva. Esse fator, aliado à redução nas taxas de alongamento celular, observada nas células corticais, são fatores que explicam a redução nas taxas de crescimento radicular.
Environmental contamination by arsenic (As) is a serious problem in several regions of the world due to the high toxicity of this element. Physical-chemical methods for detection of this pollutant in the environment are quite laborious, and the use of susceptible plant species as bioindicators should be a good alternative. Assessments to the toxic effects of As in roots of seedlings of Cajanus cajan (Fabaceae) were performed after exposure of this plant to the pollutant. Growth analysis were taken for lateral and main roots, as well as anatomical characterization, including micromorphometrical analysis, histochemistry, and assessment of genotoxicity via mitotic index determination. The experiments were conducted under greenhouse condition, at the Plant Growth Unit of the Universidade Federal de Viçosa. In the first experiment, seedlings of C. cajan were grown for ten consecutive days in nutrient solutions containing 0.0 and 1.5 mg L-1 of As, in the form of sodium arsenate. In the second experiment, seedlings were grown for three days, in nutrient solutions containing 0.0, 0.5, 1.0 and 2.0 mg L-1 of As. The sensitivity of C. cajan was confirmed. It promoted the reduction in growth of main and lateral roots. Lateral roots were not even seen in the treatment containing 2.0 mg L-1 of As. However, it was possible to observe microscopically roots buts kept retained in the cortex. Moreover, roots showed a gelatinous and dark appearance, which increased with time exposure. The cap and bending of the root apex also showed developmental alterations. The anatomy technique has proved to be an effective tool in detecting the sensitivity of C. cajan to As. Severe anatomical changes, such as disintegration tissue, in particularly in the areas adjacent to the lateral roots in the zone of branching, suggested that this pathway may be an important route of entrance of the pollutant. In this same region, cells from the felogen and the cambium showed uncommon division plans, which led to an asymmetric secondary xylem. In the elongation cell zone it was observed cells of different shapes, indicating loss of cell turgidez. It was observed an increase in the proportion occupied by the vascular cylinder and a reduction in the proportion of intercellular spaces in the cortex due to a higher cells density in this region. It was also detected a reduction in area of vessels elements, in cross section. The hystochemical test revealed accumulation of phenolic compounds in the vascular cylinder and accumulation of pectins around the root, possibly due to occurrence of changes in chemical composition and/or due to structure of the cell wall. The determination of mitotic index in root apices showed that As presents high degree of genotoxicity, since there was a decrease in the number of cells in mitotic division with the increase of As in nutrient solution. This factor, combined to the reduction in the rate of cell elongation observed in cortical cells, are factors that explain the reduction in rates of root growth.
Palavras-chave: Cajanus cajan
Arsênio
Anatomia vegetal
Cajanus cajan
Arsenic
Plant anatomy
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Botânica estrutural; Ecologia e Sistemática
Programa: Mestrado em Botânica
Citação: BARBOSA, Alice Pita. Arsenic s effects in seedlings of Cajanus cajan (L.) DC (Fabaceae) roots. 2009. 62 f. Dissertação (Mestrado em Botânica estrutural; Ecologia e Sistemática) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2009.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/2511
Data do documento: 9-Mar-2009
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