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Tipo: Dissertação
Título: Efeitos do ferro em Setaria parviflora (Poir.) Kerguélen e Paspalum urvillei Steudel (Poaceae)
Título(s) alternativo(s): Effects of iron in Setaria parviflora (Poir.) Kerguelen and Paspalum urvillei Steudel (Poaceae)
Autor(es): Araújo, Talita Oliveira de
Primeiro Orientador: Silva, Luzimar Campos da
Primeiro coorientador: Azevedo, Aristéa Alves
Segundo coorientador: Kuki, Kacilda Naomi
Primeiro avaliador: Pereira, Eduardo Gusmão
Segundo avaliador: Ribeiro, Cleberson
Abstract: Na localidade de Ubu, litoral do Espírito Santo, a restinga vem sendo impactada pela presença de uma usina de pelotização de ferro que prepara o minério para exportação. Uma considerável quantidade de minério de ferro em pó e outros dejetos se depositam em corpos d água utilizados nas unidades de pelotização. É comum encontrar espécies vegetais, dentre elas as gramíneas Setaria parviflora (Poir.) Kerguélen e Paspalum urvillei Steudel se desenvolvendo nesta situação. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos causados pelo ferro em duas espécies de gramíneas, caracterizando possíveis alterações anatômicas e respostas fisiológicas. Mudas de S. parviflora e P. urvillei foram cultivadas em solução nutritiva de Hoagland, a meia força iônica em pH 5,0, com constante aeração. As plantas foram submetidas, gradativamente, às diferentes concentrações de Fe3+ na solução nutritiva, na forma Fe-EDTA (0,009; 1; 2; 4 e 7 mM). Após a aclimatação, as plantas permaneceram expostas aos tratamentos por 17 dias para as análises do acúmulo de ferro, da composição mineral e das variáveis anatômicas e por 20 dias para as análises dos parâmetros fisiológicos. Foram realizadas avaliações de crescimento, trocas gasosas, fluorescência da clorofila a, permeabilidade de membrana, quantificação de pigmentos, caracterização morfológica, caracterização anatômica (em microscopia de luz, histoquímica para ferro e análise micromorfométrica), quantificação de ferro e outros nutrientes no material vegetal e nas soluções nutritivas. Foram ainda calculados o fator de translocação (FT) e fator de bioconcentração (FBC). Os dados foram submetidos à análise de variância, e as médias, comparadas pelo teste de Tukey, a 5%. O maior teor de Fe presente na placa foi encontrado na concentração 7 mM de Fe- EDTA para ambas as espécies. A concentração dos nutrientes Fe, Mn, Zn, P, K, Ca e Mg na placa de ferro diferiram em relação aos tratamentos. As espécies acumularam mais ferro na raiz do que na parte aérea. As espécies apresentaram comportamento semelhante em relação às doses de ferro nas raízes, porém na parte aérea, P. urvillei acumulou mais ferro na concentração 7 mM de Fe-EDTA do que S. parviflora. O excesso de ferro alterou significativamente o teor de Fe, Cu, K e Mg nas raízes e Fe, Mn, Zn, N, P, K, Ca e Mg na parte aérea. Entre os parâmetros de crescimento avaliados, o peso da matéria seca da parte aérea e da raiz, o número de folhas e o volume das raízes apresentaram aumento significativo em relação ao excesso de ferro. Os sintomas visuais nas folhas apareceram de forma mais discreta em S. parviflora em relação aos observados em P. urvillei. Nas raízes das espécies foram observados, com o aumento da concentração de ferro, coloração amarelada das raízes e aspecto mucilaginoso. P. urvillei e S. parviflora apresentaram alterações anatômicas semelhantes. Foram visualizadas, nas folhas, alterações no formato das células da epiderme, do mesofilo e da bainha do feixe vascular, retração do protoplasto e alterações no formato das células do metaxilema. Nas raízes, foi observado retração do protoplasto, formação de tecido de cicatrização e colapso das células do córtex, alteração no formato das células da endoderme, do protoxilema, do metaxilema, do floema e colapso das células do cilindro vascular. Em relação à histoquímica para o ferro, com 48h de exposição ao reagente, as folhas de S. parviflora exibiram reação mais forte (alta intensidade de coloração azul) do que as folhas de P. urvillei. Foi observada redução significativa entre os tratamentos de Fe-EDTA nos valores de epiderme da face abaxial e da bainha do feixe vascular nas duas espécies estudadas. Houve aumento significativo no teor de clorofila a e carotenóides nas concentrações intermediárias de ferro nas espécies estudadas. P. urvillei apresentou menores valores de A, F0, Fv/Fm e maior extravasamento de eletrólitos na concentração 7 mM de Fe-EDTA em comparação com S. parviflora. Além disso, S. parviflora apresentou maior eficiência na dissipação energética do tipo nãofotoquímica (NPQ). Conclui-se que S. parviflora e P. urvillei são espécies indicadas para utilização em áreas impactadas pelo excesso de ferro como fitoextratoras. P. urvillei acumulou mais ferro na parte aérea mostrando danos visuais e anatômicos mais intensos em relação a S. parviflora. Porém, analisando os danos fisiológicos, S. parviflora mostrou-se ser mais sensível do que P. urvillei quando submetidas ao estresse causado pelo excesso de ferro.
In Ubu, coast of Espírito Santo, the restinga have been impacted by the presence of an iron pellet factory that prepares the ore for exporting. Considerable amount of iron ore powder and other wastes are deposited in water bodies used in pelletizing plants. It is common to find plant species, among them the grasses Setaria parviflora (Poir.) Kerguelen and Paspalum urvillei Steudel developing in this situation. This study aimed to evaluate the effects caused by iron in two grass species, characterizing possible anatomical changes and physiological responses. Seedlings of S. parviflora and P. urvillei were grown in Hoagland nutrient solution, at half ionic strength and 5.0 pH, with aeration constant. The plants were treated gradually with different concentrations of Fe3+ in the nutrient solution, in the form Fe-EDTA (0.009, 1, 2, 4 and 7 mM). After acclimatization, the plants remained exposed to treatments for 17 days for the analysis of iron accumulation, mineral composition and anatomical variables, and 20 days for analysis of physiological parameters. We evaluated growth, gas exchange, chlorophyll fluorescence, membrane permeability, pigments quantification, morphological, anatomical characterization (light microscopy, histochemical for iron and micromorphometric analysis), iron quantification and other nutrients in plant material and the nutrient solution. We also calculated the translocation factor (TF) and bioconcentration factor (BCF). The data were submitted to ANOVA and the means were compared by Tukey test at 5%. The greatest amount of Fe present on the board was found in concentration 7 mM Fe-EDTA concentration for both species. The concentration of nutrients Fe, Mn, Zn, P, K, Ca and Mg in the iron plate differs in regard to the treatment. The species accumulated more iron in roots than in shoots. The species showed similar behavior related to iron levels in the roots, but in the shoot, P. urvillei accumulated more iron in the 7 mM Fe-EDTA concentration than S. parviflora. Iron excess has significantly changed the content of Fe, Cu, K and Mg in the roots and Fe, Mn, Zn, N, P, K, Ca and Mg in the shoot. Among the growth parameters, the dry weight of shoot and root, leaves number and root volume increased significantly related to iron excess. Visual symptoms in the leaves appeared more discretely in S. parviflora than those observed in P. urvillei. In roots of these species it was observed, with increasing iron concentration, yellowish appearance of roots and mucilage. P. urvillei and S. parviflora had similar anatomical abnormalities. On the leaves, it was visualized changes in cell shape of epidermis, mesophyll and vascular bundle sheath, protoplast shrinkage and changes in cell shape of metaxylem. In roots, it was observed protoplast shrinkage, scar tissue formation and cortical cells collapse, changes in the cell shape of endoderm, protoxylem, metaxylem, phloem, and collapse of vascular cylinder cells. In relation to histochemical for iron, after 48 hours of exposure to the reactant, the leaves of S. parviflora exhibited stronger reaction (high blue staining intensity) than the leaves of P. urvillei. Significant reduction was observed among the Fe-EDTA treatments in the values of the abaxial epidermis and vascular bundle sheath on both species. There was a significant increase in the concentration of chlorophyll a and carotenoids in iron concentrations on the intermediate species. P. urvillei showed lower values for A, F0, Fv/Fm and increased electrolyte leakage at 7 mM Fe-EDTA concentration compared to S. parviflora. Furthermore, S. parviflora was more efficient in energy dissipation of the non-photochemical quenching (NPQ). We conclude that S. parviflora and P. urvillei species are indicated for use in areas affected by iron excess as phytoextractors. P. urvillei accumulated more iron in the shoot showing more intense visual and anatomic damage when compared to S. parviflora. However, analyzing the physiological damage, S. parviflora proved to be more sensitive than P. urvillei when subjected to stress caused by iron excess.
Palavras-chave: Alterações anatômicas
Alterações fisiológicas
Excesso de ferro
Áreas impactadas
Anatomical changes
Physiological changes
Iron excess
Areas affected
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::MORFOLOGIA VEGETAL::ANATOMIA VEGETAL
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Botânica estrutural; Ecologia e Sistemática
Programa: Mestrado em Botânica
Citação: ARAÚJO, Talita Oliveira de. Effects of iron in Setaria parviflora (Poir.) Kerguelen and Paspalum urvillei Steudel (Poaceae). 2012. 96 f. Dissertação (Mestrado em Botânica estrutural; Ecologia e Sistemática) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2012.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/2543
Data do documento: 2-Abr-2012
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