Involvement of glutathione availability on arsenic tolerance in Pistia stratiotes L. (ARACEAE)

• Autor(a) principal: Silva, Vinícius Melo da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28837; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.005
• topic: Plantas aquáticas - Efeito do arsênio; Glutationa; Fitorremediação; Ecofisiologia Vegetal

A glutationa é um peptídeo multifuncional importante para resposta vegetal à múltiplas condições de estresse, como o estresse por arsênio (As). Após resultados recentes, onde macrófitas aquáticas, como Pistia stratiotes, exibem tolerância de As ligada ao metabolismo da glutationa, investigamos neste estudo o quanto a disponibilidade de glutationa altera a resposta das plantas ao As, usando uma concentração tolerável de As definida na literatura para P. stratiotes, mas sob depleção de glutationa pelo inibidor DL-Butionina sulfoximina (BSO). As plantas foram cultivadas em solução nutritiva, pH 6,5, força iônica 1/2, em duas abordagens experimentais. A primeira abordagem teve como objetivo identificar as demandas mais críticas no metabolismo da glutationa durante a exposição ao As. O experimento consistiu de um fatorial com 2 concentrações de arsenito de sódio (0 e 5 µM), 5 concentrações de BSO (0, 25, 50 100 e 200 µM), 5 repetições e uma planta por vaso (0,25 L) por 48 horas em sala de crescimento. A segunda abordagem objetivou avaliar como a disponibilidade de glutationa pode alterar a concentração de As na planta e em processos fisiológicos, como fotossíntese, respiração, teor de açúcar e parâmetros antioxidantes. O experimento consistiu de 4 tratamentos: Controle (solução nutritiva), BSO (200 µM), arsenito de sódio (5 µM) e As (5 µM) + BSO (200 µM), em 5 repetições e uma planta por vaso (0,25 L) exposto por 48 horas em condição controlada. Em ambos os experimentos, a concentração de As em raízes diminuiu 50% e aumentou em 3 vezes a translocação de As para as folhas sob tratamento de BSO. A exposição ao As induziu respostas do metabolismo da glutationa, especialmente nas raízes, com aumento da atividade de compostos e enzimas, antioxidantes e de desintoxicação do As. Todo o metabolismo da glutationa foi afetado pelo BSO, desde a γ-glutamil-cisteína sintetase (γ- ECS), seguida pela depleção de glutationa na planta. Em nossos experimentos, a glutationa peroxidase (GPX) e a desidroascorbato redutase (DHAR) indicaram alta sensibilidade à disponibilidade de glutationa comparada a glutationa-S transferase (GST) e o conteúdo de fitoquelatinas (PC). No entanto, as funções da glutationa redutase foram bem preservadas na depleção da glutationa; além disso, funções independentes de GSH, como Catalase (CAT), Ascorbato Peroxidase (APX) e Ascorbato aumentam suas atividades. Outros aspectos também foram afetados pela glutationa, principalmente a fotossíntese, com diminuição das taxas de assimilação de carbono com aumento dos marcadores de estresse oxidativo e alterações no teor de amido na planta. Também foram afetados pelo As, o conteúdo de pigmentos, dissipação de calor e taxa de transporte de elétrons. Além disso, os danos aumentaram pela depleção de glutationa em dois aspectos, o primeiro relacionado ao aumento da translocação de As para as folhas e o segundo pela redução da proteção redox pelo BSO. Com base nos resultados, é possível concluir que a tolerância de P. stratiotes ao As pode ser largamente explicada pelo metabolismo da glutationa, presente em diferentes aspectos da sobrevivência da planta em ambientes contaminados com As, podendo definir o desempenho desta planta aquática na fitorremediação deste contaminante. Palavras-chave: GSH. Arsenito. BSO. Planta Aquática. Fitorremediação