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Título: Parâmetros de crescimento, bioquímicos e ecofisiológicos em plantas de milho cultivadas em solos multicontaminados com Cd e Zn
Autor(es): Almeida, Lorena Gabriela
Orientador: Guilherme, Luiz Roberto Guimarães
Membro da banca: Alves, Jose Donizeti
Membro da banca: Lopes, Guilherme
Assunto: Espécies reativas de oxigênio
Oxygen-reactive species
Elementos traços
Trace elements
Enzima antioxidante
Antioxidant enzymes
Fotossíntese
Photosynthesis
Data de Defesa: 26-Fev-2015
Data de publicação: 31-Ago-2015
Agência de Fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Referência: ALMEIDA, L. G. Parâmetros de crescimento, bioquímicos e ecofisiológicos em plantas de milho cultivadas em solos multicontaminados com Cd e Zn. 2015. 83 p. Dissertação (Mestrado em Fisiologia Vegetal) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.
Resumo: As espécies agrícolas enfrentam uma variedade de estresses bióticos e abióticos que são os principais limitantes à produção das culturas. Neste contexto, a contaminação por elementos-traço caracteriza-se como um estresse abiótico, que representa um problema ambiental. O cádmio é um potente inibidor de enzimas e por ser um elemento não essencial, pode causar danos às células vegetais, mesmo quando presente em baixas concentrações. A exposição das plantas a este elemento-traço resulta em vários danos ao metabolismo fisiológico dos vegetais e danifica o aparelho fotossintético, causando a produção de espécies reativas de oxigênio em tecidos fotossinteticamente ativos. O zinco é cofator de muitas enzimas, estando envolvido tanto na regulação quanto na ativação dessas moléculas. Além disso, está envolvido nos processos de regulação da transcrição, tradução e transdução dos sinais. Devido a sua importância no metabolismo do vegetal, a concentração deste elemento deve ser mantida dentro de uma faixa relativamente estreita para evitar os efeitos de deficiência ou toxicidade. As semelhanças físicas e químicas entre cádmio e zinco permitem a interação desses elementos no ambiente, podendo causar efeitos antagônicos, em que o zinco atua neutralizando os danos causados pelo cádmio ao metabolismo, ou efeitos sinérgicos, em que o zinco potencializa os efeitos do cádmio sobre o metabolismo. Neste sentido, mecanismos fisiológicos para excluir, desintoxicar ou compartimentalizar o excesso de elementos-traço são cruciais para a sobrevivência dos vegetais quando expostos a elevadas concentrações destes elementos. A fim de compreender melhor as respostas das espécies submetidas ao estresse por Cd e Zn o presente estudo teve como objetivo avaliar plantas de Zea mays L (milho) sensíveis à contaminação por esses elementos (ORGANIZATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT - OECD, 2006), cultivadas em Latossolo e Cambissolo, através de análises bioquímicas, ecofisiológicas. As plantas foram expostas a doses de Cd e Zn (0,4 +14,89; 0,72+28,80; 1,29+48; 2,3 + 86,64; 4,1+152,64; 13,6+506,89; 24,4+908,61 mg kg-1) durante 21 dias. Foram realizadas análises enzimáticas, ecofisiológicas, tais como, atividade das enzimas SOD, CAT, APX, peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica, índice de clorofila, taxa fotossintética, condutância estomática, transpiração. Os dados obtidos evidenciaram comportamento específico das plantas de milho para cada solo analisado. O Latossolo disponibilizou em maior quantidade o Cd aplicado às plantas, resultando em um maior dano oxidativo e outros efeitos prejudiciais. O Cambissolo, devido a seus atributos, principalmente aos maiores teores de argila e matéria orgânica, adsorveu o Cd e Zn em maiores proporções, o que resultou em um melhor desenvolvimento das plantas.
Abstract: Agricultural species face several biotic and abiotic stresses that are the main limiting factors for crop production. In this context, contamination by trace-elements is characterized as an abiotic stress, representing an environmental issue. Cadmium is a powerful enzyme inhibitor and, given that it is a non-essential element, it can damage plant cells, even in low concentrations. Plant exposure to this trace-element results in many damages to plant physiological metabolism and injures the photosynthetic system, triggering the production of oxygen reactive species in photosynthetically active tissues. Zinc is a co-factor for several enzymes, and is involved in both regulation and activation of such molecules. In addition, it is also involved in the regulation processes of signal transcription, translation, and transduction. Because of its importance for plant metabolism, the concentration of this element must be kept within a relatively narrow range to avoid the effects of either deficiency or toxicity. Physical and chemical similarities between Cadmium and Zinc allow the interaction of these elements in the environment, possibly causing antagonist effects in which Zinc acts neutralizing the damages caused by Cadmium in the metabolism, or synergistic effects in which Zinc enhances the effects of Cadmium over the metabolism. In this sense, physiological mechanisms to delete, detoxify or compartmentalize the excess of trace-elements are essential for plant survival when exposed to high concentrations of such elements. In order to better understand the responses of the species subjected to Cd and Zn stress, the present study aimed to evaluate Zea mays L (maize) plants sensitive to the contamination by these elements (Organization for Economic Co-operation and Development – OECD, 2006), cultivated in Latosol and Cambisol, using biochemical and ecophysiological analyses. The plants were exposed to doses of Cd and Zn (0.4+14.89, 0.72+28.80, 1.29+48, 2.3+86.64, 4.1+152.64, 13.6+506.89, 24.4+908.61 mg kg-1) during 21 days. We conducted enzymatic and ecophysiological analyses, such as the activity of enzymes SOD, CAT, APX, hydrogen peroxide, lipid peroxidation, chlorophyll content, photosynthetic rate, stomatal conductance and transpiration. The data obtained showed a specific behavior of the maize plants for each analyzed soil. Latosol released higher amounts of Cd to plants, resulting in a greater oxidative damage and other adverse effects. Due to its attributes, especially the higher clay and organic matter content, Cambisol absorbed Cd and Zn in higher proportions, resulting in better plant development.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/10297
Idioma: por
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