Efeito do alumínio sobre variáveis morfofisiológicas e bioquímicas de Handroanthus heptaphyllus (Vell.) Mattos em sistema hidropônico / Effect of aluminum on morphophysiological and biochemical variables of Handroanthus heptaphyllus (Vell.) Mattos in hydroponic system

Gessica Rossato da Silva, Mírian Berger, Daniele Bernardy, Luciane Almeri Tabaldi, Thalía Preussler Birck, Camila Peligrinotti Tarouco, Victória Martini Sasso

Abstract


O alumínio (Al) é o terceiro elemento mais presente na crosta terrestre, e quando solubilizado e em contado com as plantas, pode prejudicar o crescimento e o desenvolvimento das mesmas. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento morfofisiológico e bioquímico de plantas de ipê-roxo (Handroanthus heptaphyllus) expostas a concentrações de Al em solução nutritiva. Foram propagadas e selecionadas mudas homogêneas entre 7 e 13 cm, sendo que essas foram encaminhadas para sistema hidropônico contendo solução nutritiva (sem P e pH 4,5 ± 0,1), e expostas a cinco concentrações de Al (0, 25, 50, 75 e 100 mg L-1). Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, sendo 10 plantas por tratamento. Após 14 dias de exposição aos tratamentos, determinou-se o número de folíolos, a altura de plantas, o comprimento das raízes, a área foliar e radicular, a massa fresca e seca das folhas, caule e raízes, o conteúdo de clorofilas a, b, totais e carotenoides, a atividade da enzima superóxido dismutase (SOD), a peroxidação lipídica de membrana e o conteúdo de peroxido de hidrogênio. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro. Nas variáveis morfofisiológicas, a espécie mostrou-se tolerante ao Al, onde seu sistema radicular sofreu com a presença do Al, mas as plantas não apresentaram qualquer tipo de efeito em variáveis como teor de massa fresca e seca, incremento em altura e número de folíolos, área foliar e radicular e parâmetros fotossintéticos. Além disso, o Al não promoveu a redução nos teores de clorofilas. As plantas sofreram estresse oxidativo na presença de Al, segundo resultados da peroxidação lipídica, entretanto o resultado da superóxido dismutase e do peróxido de hidrogênio não diferiram entre os tratamentos. Conclui-se então que a H. heptaphyllus é uma espécie com capacidade para tolerar altas concentrações de Al, podendo ser plantada em solos ácidos, podendo ser uma opção para o restabelecimento vegetal em solos ácidos e áreas contaminadas com metais.


Keywords


Ipê-Roxo, alumínio, solos ácidos, crescimento, parâmetros fotossintéticos, estresse oxidativo.

References


AMARAL, J.B.; MARTINS, L.; FORTI, V.A.; CÍCERO, S.M.; FILHO, J.M. Teste de raios x para avaliação do potencial fisiológico de sementes de ipê-roxo. Revista Brasileira de Sementes, Londrina, v.33, p.601-607, 2011.

ANIOL, A. Genetics of tolerance to aluminum in wheat (Triticum aestivum L. Thell). Plant and Soil, Netherlands, v.123, p.223-227, 1990.

BEAUCHAMP, C.; FRIDOVICH, I. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Anal Biochemistry, v.8, n.44, p.276–287, 1971.

BENEDETTI, E.L. Tolerância da erva mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) ao alumínio. 72 p. 2012. Tese (Doutorado) - Universidade federal de Viçosa. Viçosa-MG.

BENNET, R.J.; BREEN, C.M. The aluminium signal: new dimensions to mechanisms of aluminium tolerance. Plant Soil, v. 134, p. 153–166, 1991.

CHAFFAI, R.R.; MARZOUK, B.; FERJANI, E.E. Aluminum mediates compositional alterations of polar lipid classes in maize seedlings. Phytochemistry, Oxford, v. 66, n. 16, p. 1903- 1912. 2005.

CODOGNOTTO, L.M.; SANTOS, D.M.M.; LEITE, I.C.; MADALENO, L.L.; KOBORI, N.N.; BANAZATTO, D.A. Efeito do alumínio nos teores de clorofila de plântulas de feijão-mungo e labe-labe. Revista ecossistema, v.27, n.1, 2002.

CHANDRAN, D.; SHAROPOVA, N.; VANDENBOSCH, K.A.; GARVIN, D.F.; SAMAC, D.A. Physiological and molecular characterization of aluminum resistance in Medicago truncatula. BMC Plant Biology, v. 8, n. 89, 2008

ÇHENERY, E.M. A preliminary study of aluminium and the tea bush. Plant and Soil, Dordrecht, v.6, p.174-200, 1955.

EL-MOSHATY, F.I.B. et al. Lipid peroxidation and superoxide productions in cowpea (Vigna unguicultata) leaves infected with tobacco rings virus or southern bean mosaic virus. J. Physiol Mol. Plant Pathol., v.43, p.109-119, 1993.

FOY, C. D. Differential aluminum and manganese tolerance of plant species and varieties in soils. Ciência e Cultura, Campinas, v. 28, n. 2, p. 150-155, 1976.

FOY, C.D., FLEMING, A.L. Crop tolerance to sub-optimall and conditions. Madison: ASA Meet., Houston, 1976. The physiology of plant tolerance to excess available aluminum and manganese in acid soils: p.301-328.

FOY, C. D.; CHANEY, R. L.; WHITE, M. C. The physiology of metal toxicity in plants. Annual Review of Plant Physiology, Palo Alto, v. 29, n. 1, p. 511-566, jun., 1978.

FRIDOVICH, I. Superoxide dismutases. In: Advances in enzymology and related areas of molecular biology. v.58, 1986, p.61-97.

GIANNAKOULA, A. et al. Aluminum stress induces up-regulation of an efficient antioxidant system in the Al-tolerant maize line but not in the Al-sensitive line. Environmental and Experimental Botany, v.39, n.67, p.487–494, 2010.

GIANNOPOLITIS, C.N.; RIES, S.K. Purification and quantitative relationship with water-soluble protein in seedlings. Journal of Plant Physiology, v.48, n.59, p.315-318, 1977.

GUTTERIDGE, J.M.C. et al. Aluminum salts accelerate peroxidation of membrane lipids stimulated by iron salts. Biochimica et Biophysica Acta, v.835, p.441–447, 1985.

HALLIWELL, B.; Reactive Species and Antioxidants. Redox Biology Is a Fundamental Theme of Aerobic Life. Plant Physiology, v. 141, p. 312–322, 2006.

HISCOX, J.D.; ISRAELSTAM, G.F. A method for the extraction of chlorophyll from leaf tissue without maceration Canadian Journal of Botany, v.57, p.1132-1334, 1979

KOCHIAN, L.V.; HOEKENGA, O.A.; PIÑEROS, M.A. How do crop plants tolerate acid soils? Mechanisms of aluminum tolerance and phosphorous efficiency. Annual Review of Plant Biology, Palo Alto, v.55, p.459-93, 2004.

KOLLMEIER, M.; FELLE, H. H.; HORST, W. J. Genotypical differences in aluminum resistance of maize are expressed in the distal part of the transition zone. Is reduced basipetal auxin flow involved in inhibition of root elongation by aluminum? Plant Physiology, v. 122, p. 945–956, 2000.

LICHTENTHALER, H.K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. In: PACKER L, DOUCE R (eds). Methods in Enzimology, London: Academic Press. V. 148, p. 350-381, 1987.

LINDSAY, W.L. Chemicai equilibria in soils. New York: WileyInterscience, 1979. 499p.

LIU, Q.; YANG, J.L.; HE, L.S.; LI, Y.Y.; ZHENG, S.J. Effect of aluminum on cell wall, plasma membrane, antioxidants and root elongation in triticale. Biologia Plantarum, v. 52 (1), p. 87-92, 2008.

LORETO, F.; VELIKOVA, V. Isoprene produced by leaves protects the photosynthetic apparatus against ozone damage, quenches ozone products, and reduces lipid peroxidation of cellular membranes. Plant Physiol., v.127, p.1781-1787, 2001.

MASCARENHAS, H.A.A.; CAMARGO, E.O.; FALIVENE, S.M.P. Efeito do alumínio sobre o crescimento de raízes, peso seco da parte aérea e raízes de diferentes cultivares de soja. Bracatinga, v.43, n.1, p191-200, 1984.

MARTINS, L.; LAGO, A. A.; CÍCERO, S. M. Conservação de sementes de ipê-roxo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 16, n. 1, p. 108-112, 2012.

MASSOT, N.; POSCHENRIEDER, C.; BARCELÓ, J. Differential response of three bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars to aluminum. Acta Botanica Neerlandica, Stuttgart, v. 41, p. 293-298, 1992.

PANDA, S.K.; MATSUMOTO, H. Molecular physiology of aluminum toxicity and tolerance in plants. The Botanical Review, New York, v. 73, n. 4, p. 326-347, 2007.

RENZ, S. V. Oxidação e antioxidantes. Disponível em: www5.ufrgs.Br/bioquímica/posgrad/BTA/oxi_antiox.pdf. Acessado em 26 de agosto de 2003.

ROSSIELLO, R. O. P.; NETTO, J. J. Toxidez de alumínio em plantas: novos enfoques para um velho problema. In: FERNANDES, M. S. (Ed.). Nutrição Mineral de Plantas. Viçosa: SBCS, 2006. 432 p.

ROY, A.K.; SHARMA, A.; TALUKDER, G. Some aspects of aluminum toxicity in plants. Bot. Rev., v.54, p. 145–178, 1988.

RYAN, P.R.; DiTOMASO, J.M.; KOCHIAN, L.V. Aluminum toxicity in roots: an investigation of spatial sensitivity and the role of the root cap. Journal of Experimental Botany, London, v. 44, n. 259, p. 437-446, 1993.

SCHIER, G.A. Response of red spruce and balsam fir seedlings to aluminium toxicity in nutrient solutions. Canadian Journal of Forest Research, Ottawa, v.15, p.29-33, 1985.

SHAH, K. et al. Effect of cadmium on lipid peroxidation, superoxide anion generation and activities of antioxidant enzymes in growing rice seedlings. Plant Science, Limerick, v. 161, n. 6, p. 1135-1144, nov., 2001.

TABALDI, L.A. et al. Micronutrient concentration in potato clones with distinct physiological sensitivity to Al stress. Ciência Rural, v.39, p.379-385, 2009.

TABALDI, L.A. et al. Oxidative stress is an early symptom triggered by aluminum in Al-sensitive potato plantlets. Chemosphere, v.76, n.85, p.1402–1409, 2009.

TENNANT, D. A. A test of a modified line intersect method of estimating root length. Journal of Ecology, v. 63, p. 995-1001, 1975.




DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv6n9-125

Refbacks

  • There are currently no refbacks.