Poliaminas como atenuantes de estresse por cádmio em capuchinha (Tropaeolum majus L.)

Abstract

A adubação fosfatada é comum na horticultura intensiva, bem como na floricultura, e, apesar de necessária, pode conter traços de cádmio (Cd), o qual é absorvido e acumulado pelas plantas sem, contudo, apresentar função biológica. As plantas possuem mecanismos de tolerância a metais contaminantes, os quais incluem retenção em determinados compartimentos, como as raízes; complexação em nível celular e ativação de processos metabólicos, como a síntese de poliaminas, para atenuar os efeitos tóxicos. O mercado de flores comestíveis está em expansão, dentre estas, a capuchinha (Tropaeolum majus L.), que é medicinal, ornamental e uma planta alimentícia não convencional. Com isso, o objetivo desta dissertação foi avaliar o acúmulo de Cd e o efeito de poliaminas como atenuante do estresse causado por esse metal na fisiologia e biquímica de capuchinha. O trabalho foi desenvolvido em dois experimentos. O primeiro experimento foi distribuído em delineamento inteiramente casualizado (DIC), com seis tratamentos (0, 5, 10, 20, 40 e 80 µM Cd), com cinco repetições. O segundo experimento foi distribuído em DIC com seis tratamentos (controle (água deionizada), cádmio (0,8 mg kg -1 solo), cádmio + espermina (Spm), cádmio + putrescina (Put), cádmio + espermidina (Spd), cádmio + Spm+ Spd + Put), com cinco repetições. O acúmulo de Cd, enzimas do sistema antioxidante, peroxidação de lipídeos, fluorescência de clorofila a, trocas gasosas e índices de clorofila foram avaliados. As plantas de capuchinhas acumularam em suas estruturas quantidades maiores de Cd à medida que aumentou-se as doses, tendendo a ter alta bioconcentração do metal e diminuição da translocação. Além disso, as plantas de capuchinhas tiveram seu sistema antioxidante, trocas gasosas e fluorescência de clorofila afetados negativamente pelo Cd. O Cd afeta negativamente as plantas de capuchinhas, sendo uma alerta para a produção desta planta em áreas com concentrações deste metal. A aplicação de poliaminas aumenta a tolerância da capuchinha ao estresse por Cd através do aumento da atividade das enzimas do sistema antioxidante e diminuição produção de H 2 O 2 e peroxidação de lipídios, minimizando os danos causados no aparato e processos fotossintéticos. A aplicação de 1 mM de poliaminas (Spm, Spd e Put e sua combinação) podem ser usadas para diminuir os danos causados pelo estresse por Cd em capuchinha. Palavras-chave: Flor comestível. Metais Pesados. Fitormônios.

Phosphate fertilization is common in intensive horticulture, as well as in floriculture, and, although necessary, it may contain traces of cadmium (Cd), which is absorbed and accumulated by plants without, however, having a biological function. Plants have mechanisms of tolerance to contaminating metals, which include retention in certain compartments, such as roots; complexation at the cellular level and activation of metabolic processes, such as polyamine synthesis, to attenuate toxic effects. The market for edible flowers is expanding, among them nasturtium (Tropaeolum majus L.), which is medicinal, ornamental and an unconventional food plant. With that, the objective of this dissertation was to evaluate the accumulation of Cd and the effect of polyamines as attenuating the stress caused by this metal in the physiology and bichemistry of nasturtium. The work was developed in two experiments. The first experiment was distributed in a completely randomized design (DIC), with six treatments (0, 5, 10, 20, 40 and 80 µM Cd), with five replications. The second experiment was distributed in DIC with six treatments (control (deionized water), cadmium (0.8 mg kg -1 soil), cadmium + spermine (Spm), cadmium + putrescine (Put), cadmium + spermidine (Spd), cadmium + Spm+ Spd + Put), with five repetitions. The accumulation of Cd, enzymes of the antioxidant system, lipid peroxidation, chlorophyll a fluorescence, gas exchange and chlorophyll indices were evaluated. Nasturtium plants accumulated higher amounts of Cd in their structures as doses increased, tending to have high metal bioconcentration and reduced translocation. In addition, nasturtium plants had their antioxidant system, gas exchange and chlorophyll fluorescence negatively affected by Cd. Cd negatively affects nasturtium plants, being an alert for the production of this plant in areas with concentrations of this metal. The application of polyamines increases nasturtium tolerance to Cd stress by increasing the activity of antioxidant system enzymes and decreasing H 2 O 2 production and lipid peroxidation, minimizing damage to the apparatus and photosynthetic processes. The application of 1 mM of polyamines (Spm, Spd and Put and their combination) can be used to reduce the damage caused by Cd stress in nasturtium. Keywords: Edible Flower. Heavy Metals. Phytohormones.