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Tipo: Dissertação
Título: Borreria verticillata (Rubiaceae): Caracterização Nutricional e Respostas Morfofisiológicas ao Arsênio
Título(s) alternativo(s): Borreria verticillata (Rubiaceae): Nutritional characterization and Morphophysiological Responses to Arsenic
Autor(es): Silva, Samara Arcanjo e
Primeiro Orientador: Azevedo, Aristéa Alves
Primeiro coorientador: Mello, Jaime Wilson Vargas de
Segundo coorientador: Oliveira, Juraci Alves de
Primeiro avaliador: Ribeiro, Cleberson
Segundo avaliador: Castro, Evaristo Mauro de
Abstract: O arsênio (As) é um elemento tóxico aos seres vivos liberado no ambiente por fontes naturais e antrópicas. A fitorremediação utilização de plantas na recuperação de ambientes contaminados requer a seleção de espécies tolerantes ao poluente. Borreria verticillata é encontrada em ambientes com alta concentração de As no solo, a exemplo do Morro do Galo (Nova Lima/MG). Estudos desenvolvidos em solução nutritiva de Hoagland constataram maior tolerância nas plantas provenientes do Morro do Galo do que em plantas oriundas de local sem o metaloide (Mata do Paraíso, Viçosa/MG). A escolha da solução nutritiva é um aspecto importante devido à competição entre o arsenato e o fosfato pelos mesmos transportadores de membrana. Este trabalho teve como objetivo estudar o desenvolvimento de plantas de B. verticillata nas soluções nutritivas de Hoagland e de Clark de modo a determinar a formulação mais indicada para estudos de suas respostas morfofisiológicas ao As com o intuito de elucidar mecanismos de tolerância presentes nas populações aclimatada e não aclimatada ao As. Plantas de B. verticillata das populações do Morro do Galo (MG) e da Mata do Paraíso (MP) foram cultivadas em solução de Hoagland e de Clark à 1⁄2 força durante 40 dias e o crescimento e a eficiência nutricional foram determinados. As plantas apresentaram respostas mais homogêneas quando cultivadas na solução de Clark. Quando cultivadas na solução de Hoagland as plantas da MP mostraram-se superiores no acúmulo de nutrientes e no crescimento e semelhantes às plantas do MG na eficiência nutricional. A solução de Clark mostrou-se mais indicada para o estudo da tolerância da espécie ao As devido à resposta semelhante das duas populações e à menor concentração de fósforo. Dessa forma, plantas de B. verticillata provenientes do MG e da MP foram cultivadas em solução de Clark à 1⁄2 força contendo 0,0 e 66,0 μM de As por 4 dias para a investigação dos mecanismos envolvidos na tolerância diferencial ao As nas duas populações. Para tal, estudou-se o acúmulo e a distribuição de As e macronutrientes e as respostas morfofisiológicas das plantas a este elemento. O maior acúmulo de As nas raízes foi responsável pela ocorrência de danos mais severos nesse órgão, no entanto, também foram observados sintomas de toxidez na parte aérea em ambas as populações. A presença de As na solução nutritiva promoveu alterações nas características nutricionais das plantas do MG, como o aumento do acúmulo de cálcio nas raízes, redução do fator de translocação de fósforo, cálcio e enxofre, além de aumento na produção de idioblastos cristalíferos e fenólicos nas raízes, incremento na atividade da dismutase do superóxido e síntese de compostos tiolados nas folhas. Já as plantas da MP exibiram incremento no número de idioblastos fenólicos nas raízes e aumento na atividade da polifenoloxidase nas folhas. As estratégias de detoxificação de As apresentadas pelas plantas do MG conferiram a esta população maior tolerância ao metaloide, sugerindo a possível utilização na revegetação de ambientes contaminados.
Arsenic (As) is an element toxic to living beings which is released on the environment by natural and anthropic sources. Phytoremediation the utilization of plants on the recovery of contaminated environments requires selecting species that are tolerant to the pollutant. Borreria verticillata is found in environments with high concentrations of As in the soil, for example Morro do Galo (municipality of Nova Lima/MG). Studies developed in Hoagland nutrient solution found higher tolerance on plants from the Morro do Galo than plants from the site without metalloid (Mata do Paraíso, municipality of Viçosa/MG). Choosing the nutrient solution is an important aspect due to the competition between arsenate and phosphate for the same membrane transporters. This work aimed to study the development of plants of B. verticillata in Hoagland and Clark nutrient solutions, in order to determine the formulation more indicated for studies of their morphophysiological responses to As, with the objective of elucidating tolerance mechanisms present on populations acclimatized and non-acclimatized to As. Plants of B. verticillata of populations from Morro do Galo (MG) and Mata do Paraíso (MP) were cultivated in Hoagland and Clark solutions at 1⁄2 strength during 40 days, and growth and nutritional efficiency were determined. Plants showed more homogenous responses when cultivated in Clark solution. When cultivated in Hoagland solution, plants from MP were superior regarding nutrient accumulation and growth, and similar to plants from MG regarding nutritional efficiency. As such, Clark solution was more indicated for studying the tolerance of the species to As, due to the similar response of the two populations and to the lower phosphorous concentration. Therefore, plants of B. verticillata from MG and MP were cultivated in Clark solution at 1⁄2 strength containing 0.0 and 66.0 μM of As for 4 days, for investigation of the mechanisms that provide differential tolerance to As on the two populations. For this, accumulation and distribution of As and macronutrients, as well as morphophysiological responses of plants to this pollutant, were studied. The higher accumulation of As on roots was responsible for the occurrence of more severe damage on this organ, however, symptoms of toxicity were also observed on shoots of both populations. The presence of As in the nutrient solution promoted alterations on the nutritional characteristics of plants from MG, such as increase on the accumulation of calcium on roots, reduction on the translocation factor of phosphorous, calcium and sulfur, as well as increase on the production of crystalliferous and phenolic idioblasts on roots, increment on the activity of superoxide dismutase and synthesis of thiolated compounds on leaves. Plants from MP, on the other hand, exhibited increment on the number of phenolic idioblasts on roots and increase on the activity of polyphenol oxidase on leaves. The As detoxification strategies presented by plants from MG provided this population with higher tolerance to the metalloid, suggesting possible utilization on revegetation of contaminated environments.
Palavras-chave: Borreria verticillata - Anatomia
Borreria verticillata - Fisiologia
Borreria verticillata - Populações
Arsênio
Poluição
Plantas - Nutrição
Verticillata Borreria - Anatomy
Verticillata Borreria - Physiology
Verticillata Borreria - Populations
Arsenic
Pollution
Plants - Nutrition
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: SILVA, Samara Arcanjo e. Borreria verticillata (Rubiaceae): Nutritional characterization and Morphophysiological Responses to Arsenic. 2013. 63 f. Dissertação (Mestrado em Botânica estrutural; Ecologia e Sistemática) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2013.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/2560
Data do documento: 20-Mar-2013
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