Evaluation of arsenic tolerance in Pistia stratiotes L. (ARACEAE): photosynthetic and respiratory metabolism

• Autor(a) principal: Ribeiro, Patrícia Cury
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27546
• topic: Fotossíntese; Respiração; Ativação enzimática; Fisiologia Vegetal

O arsênio (As) é um elemento tóxico conhecido por prejudicar o desenvolvimento e o crescimento das plantas, além de desencadear várias alterações fisiológicas quando absorvido. As plantas, cultivadas em solução nutritiva, pH 6,5 e 1⁄2 força iônica, foram expostas em dois tratamentos por 24, 48 e 72 horas: controle (somente solução nutritiva) e As (1,5 mg L -1 ). Após cada dia, uma parte do experimento foi coletada para análises fisiológicas posteriores. As plantas expostas a As apresentaram menor ganho de biomassa ao longo dos dias, como efeito dos danos causados pelo contaminante nas folhas e raízes. Entre as partes analisadas das plantas, as raízes acumularam mais As e as menores concentrações foram encontradas nas folhas. Ao ser absorvido pelas raízes e translocado para as folhas, o As causou alterações na fotossíntese, respiração, fotorrespiração e, por sua vez, alterações na síntese e no acúmulo de carboidratos também foram observadas. Entre os efeitos do As sobre o metabolismo, as folhas apresentaram diminuição nos teores de proteínas e aumento nos teores de aminoácidos, enquanto os açúcares e o amido se acumularam. As raízes, no entanto, apresentaram decréscimo nas concentrações de proteínas, aminoácidos e açúcares, principalmente após 24 horas. A concentração de amido diminuiu nas raízes durante as 72 horas de exposição ao estresse. Embora os pigmentos não tenham apresentado diferenças entre o controle e o As, a taxa de assimilação líquida de CO 2 e a eficiência do fotossistema II declinaram na presença do contaminante. As taxas de fotorrespiração e carboxilação / oxigenação de Rubisco seguiram o padrão dos parâmetros fotossintéticos e diminuíram com o estresse foliar devido a inibição de enzimas específicas na presença de As. Em contraste, a respiração noturna e mitocondrial foi maior nas folhas estressadas, possivelmente devido a semelhança química entre o arsenato e o fosfato, o que pode ter levado ao aumento da respiração e subsequente colapso ao longo do processo respiratório. Como conseqüência das mudanças observadas na fotossíntese e respiração causadas pelo estresse oxidativo, a atividade das enzimas TCA, intermediários de TCA e o balanço de NAD, NADH, NADP e NADPH também mostraram diferenças entre o controle e As. Nas folhas, houve um aumento na atividade das enzimas do ciclo de TCA, o que está de acordo com os resultados obtidos anteriormente para a respiração. Nas raízes, a atividade das enzimas diminuiu sob estresse. As concentrações de fumarato foram maiores em raízes e folhas contaminadas. No entanto, nas folhas com As, foi observado um aumento de malato, e para as raízes com As observou-se uma diminuição na concentração de malato, o que sugere que o malato pode ter sido desviado para outras vias dentro da célula. Entre os nucleotídeos de piridina, todos mostraram um aumento entre as folhas contaminadas e nas raízes, o NAD + não foi detectado. Provavelmente por não ter sido regenerado durante o processo respiratório para as raízes com As, não foi possível encontrar NAD + e, como conseqüência, foi observada a diminuição do NADH. As raízes apresentaram danos mais severos, o que pode ser explicado pelo maior acúmulo de As nessa parte da planta. Análises complementares relacionadas à respiração foliar e radicular são necessárias para melhor compreensão do comportamento dos ácidos orgânicos durante o estresse.