Respostas do sistema antioxidativo e metabolismo da glutationa em Salvinia molesta D. S. Mitchell (Salviniaceae) submetida ao arsenito

Abstract

Com o objetivo de avaliar os efeitos do AsIII no metabolismo antioxidativo de Salvinia molesta, indivíduos dessa espécie foram expostos às concentrações de 0, 5, 10 e 20 μM desse elemento em solução nutritiva, permanecendo sob tratamento por 24 h para as análises bioquímicas e 96 h para verificar a absorção de As, a taxa de crescimento relativo (TCR) e a sintomatologia visual. Plantas de S. molesta acumularam As nas folhas submersas e nas flutuantes, resultando em redução na TCR desses órgãos. Sintomas visuais, como clorose e necrose aumentaram com o incremento na concentração do poluente e tempo de exposição aos tratamentos. As respostas antioxidativas diferiram entre folhas flutuantes e folhas submersas, havendo nestas últimas, redução na atividade das enzimas dismutase do superóxido e catalase em plantas expostas a maior concentração de AsIII. Com isso, houve aumento na produção de espécies reativas de oxigênio nas folhas submersas e consequentes danos em membranas celulares. Nas folhas flutuantes, verificou-se atividade absoluta mais elevada das enzimas antioxidativas (catalase, peroxidase total, peroxidase do ascorbato e dismutase do superóxido) e menor acúmulo de As, em comparação com as folhas submersas. Em conjunto, esses fatores podem ser os responsáveis pela ausência de danos significativos em membranas celulares e de alterações no conteúdo de pigmentos cloroplastídicos nas folhas flutuantes. O teor de glutationa total e a atividade de algumas enzimas envolvidas no seu metabolismo, também foram alterados em resposta ao As III em S. molesta. A presença do poluente estimulou, tanto em folhas flutuantes, quanto nas folhas submersas, incrementos nas concentrações de glutationa total e na atividade da sintetase da ɣ-glutamilcisteína. As enzimas peroxidase da glutationa e sulfotransferase da glutationa, também apresentaram incrementos em suas atividades em ambos os órgãos avaliados, enquanto a redutase da glutationa aumentou somente nas folhas submersas. De modo geral, as folhas flutuantes demonstraram maior tolerância ao As do que as folhas submersas. No entanto, essa resposta diferenciada entre os órgãos necessita de estudos adicionais para ser esclarecida. O tempo de exposição aos tratamentos e a concentração de AsIII influenciaram nas respostas das plantas e indicam a necessidade de novas pesquisas, no sentido de caracterizar os efeitos desses fatores no metabolismo antioxidativo de S. molesta e definir o seu potencial como espécie fitorremediadora de As.

In order to evaluate the effects of AsIII in antioxidant metabolism of Salvinia molesta, individuals of this specie were exposed to concentrations of 0, 5, 10 and 20 μM of this element in nutrient solution, remaining under treatment for 24 h to biochemical analyzes and 96 h to verify As absorption, relative growth rate (RGR), and visual symptoms. S. molesta plants accumulated As in the submerged and on the floating leaves, resulting in reduction in the RGR of this organs. Visual symptoms, such as chlorosis and necrosis increased with the increase in pollutant concentration and duration of exposure to treatments. Antioxidative responses differ between floating leaves and submerged leaves, having is this last, reduction in the activity of the enzymes superoxide dismutase and catalase in higher concentrations of As III. This led to increased production of reactive oxygen species and consequent damage to cell membranes in the submerged leaves. In the floating leaves, it was found the highest absolute activity of antioxidant enzymes (catalase, total peroxidase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase) and less accumulation of As, as compared to the submerged leaves. Together, these factors may be responsible for the absence of significant cell membranes damage and changes in the content of chloroplastidic pigments in floating leaves. The glutathione content and the activity of some enzymes involved in its metabolism were also changes in response to As III in S. molesta. The presence of pollutant stimulated both in floating leaves and in the submerged leaves, increases in concentrations of total glutathione and the ɣ-glutamylcysteine synthetase activity. The glutathione peroxidase and glutathione sulfotransferase also showed increases in their activities, while glutathione reductase showed no change in the floating leaves, but increased significantly in the submerged leaves. In general, the floating leaves showed greater tolerance than the submerged leaves. However, this differential response between the organs needs further studies to be clarified. The exposure time and the concentration of AsIII influenced in plant responses and indicate the need for further research, in order to characterize the effects of these factors in antioxidative metabolism of S. molesta and define its potential as As phytoremediation species.