Fisiologia Vegetal
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Item Alterações fisiológicas e bioquímicas em plantas de soja supridas com silício e infectadas por Cercospora sojina(Universidade Federal de Viçosa, 2013-06-17) Nascimento, Kelly Juliane Telles; Rodrigues, Fabricio de Ávila; http://lattes.cnpq.br/8307885141367986A mancha olho de rã, causada pelo fungo Cercospora sojina, é uma das principais doenças foliares da soja, pois pode acarretar grandes perdas na produtividade dessa cultura, o que se deve principalmente à acentuada redução da área fotossinteticamente ativa pela ação de toxinas não seletivas. Diversos estudos têm demonstrado que o silício (Si) potencializa a resistência de plantas a diversas doenças fúngicas através de diferentes mecanismos, entre eles o aumento da eficiência do sistema antioxidativo, aumento na atividade de enzimas de defesa contra patógenos, além de propiciar redução na limitação fisiológica imposta pela infecção por patógenos. Com base nessas informações, neste estudo avaliamos o efeito do Si no controle da mancha olho de rã, no sistema antioxidativo, na concentração de espécies reativas de oxigênio e nos danos celulares decorrentes do processo infeccioso de C. sojina. Nós também avaliamos o efeito do Si nas trocas gasosas, nos parâmetros de fluorescência da clorofila a, nas concentrações de pigmentos cloroplastídicos, das hexoses (glicose e frutose), sacarose e amido. Além disso, foi avaliado o efeito do Si sobre a atividade de enzimas de defesa e na concentração de fenóis e lignina, além da importância de algumas enzimas de degradação da parede celular (EDPC) vegetal para o processo infeccioso de C. sojina, bem como o efeito do Si sobre a atividade dessas enzimas. Plantas de soja das cvs. Bossier e Conquista, suscetível e resistente à mancha olho de rã, respectivamente, foram crescidas em solução nutritiva contendo 0 ou 2 mM de Si (-Si e + Si, respectivamente) e inoculadas ou não com C. sojina. Neste estudo, nós observamos que a severidade da mancha olho de rã foi maior para a cv. Bossier do que para a cv. Conquista, independente do suprimento com Si. Para ambas as cultivares, a severidade foi maior para as plantas supridas com Si do que para as plantas não supridas com esse elemento, porém de forma mais proemintente para a cv. Bossier. As plantas de ambas as cultivares inoculadas com C. sojina apresentaram, de modo geral, incremento no sistema antioxidativo tanto enzimático quanto não enzimático em relação às plantas não inoculadas, independente do suprimento com Si. Na ausência de inoculação, a atividade da maioria das enzimas foi menor para as plantas supridas com Si do que para as não supridas. No final do processo infeccioso, plantas inoculadas da cultivar Bossier supridas com Si apresentaram aumento na atividade da maioria das enzimas antioxidativas em relação às plantas não supridas com Si e maiores concentrações de O 2- e MDA, indicando maior estresse oxidativo naquelas plantas. Adicionalmente, na ausência da inoculação com C. sojina, o Si não acarretou mudanças fisiológicas nem na concentração de carboidratos. Todavia, esse elemento desencadeou aumento na suscetibilidade de plantas de soja à mancha olho de rã, resultando em decréscimo mais pronunciado das trocas gasosas e na eficiência fotoquímica, bem como na concentração de pigmentos cloroplastídicos para a cv. Bossier. Para a cv. Conquista, o efeito negativo da infecção por C. sojina sobre a fisiologia das plantas foi associado fundamentalmente à redução em g s , independente do suprimento com Si. Além disso, a inoculação com C. sojina desencadeou, de modo geral, aumento nas hexoses para as duas cultivares e níveis de Si, evidenciando que o incremento dessas moléculas pode ser uma estratégia de defesa das plantas de soja contra C. sojina. Nas plantas não inoculadas, o suprimento com Si não alterou a atividade de enzimas de defesa e de EDPC nem as concentrações de fenóis solúveis totais e de lignina, independente da cultivar. Entretanto, o Si, de modo geral, resultou em menores atividades das enzimas lipoxigenase, felilalanina- amônia-liase, quitinase, peroxidase inespecífica e polifenoloxidase, além de aumento na atividade de EDPC em plantas de soja infectadas por C. sojina. Portanto, os resultados do presente estudo fornecem as primeiras evidências de que o Si reduz a atividade basal de enzimas do sistema antioxidativo de plantas de soja aumentando a suscetibilidade da soja à mancha olho de rã e os danos celulares decorrentes da infecção por C. sojina. Em adição, foi evidenciado neste estudo que o suprimento de plantas de soja com Si potencializou menores atividades de enzimas de defesa contra C. sojina e também favoreceu o processo infeccioso desse fungo mediante aumento da atividade de enzimas líticas da parede celular, levando à menor resistência contra C. sojina tanto para a cultivar resistente quanto para a suscetível, porém de forma mais pronunciada para essa última.Item Alumínio altera a morfofisiologia e o metabolismo em folhas e raízes de soja(Universidade Federal de Viçosa, 2021-07-28) Castro, Jailson Sousa de; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/6214942343634005Solos ácidos apresentam alta saturação de alumínio (Al) apresentando efeitos tóxicos para as plantas, interagindo com diferentes biomoléculas e vias metabólicas e resultando em danos anatômicos e/ou morfofisiológicos, prejudicando a produção agrícola. No presente estudo, investigamos respostas morfoanatômicas e fisiológicas em plantas de soja (Glycine max L.) cv. EMBRAPA 48 e MONSOY 8644 cultivados em solução hidropônica sob condições controladas com três concentrações de Al (0, 100 e 300 µM de Al 3 Cl 3 ) por 3 e 6 dias. Após o cultivo ambos cultivares apresentaram similar absorção de Al entre dias. Plantas MONSOY 8644 obtiveram maior acúmulo de Al em folhas e raízes de acordo com o aumento da disponibilidade, aumento na taxa de crescimento relativo de parte aérea, maior conteúdo de clorofilas, acúmulo de metabolitos primários e compostos fenólicos totais, maior atividade enzimática de APX e POX em folhas e CAT em raízes, e menores danos na morfologia de raízes, plantas EMBRAPA 48 mostraram maiores resultados em proteínas em altas doses de Al, aumento no conteúdo de amido em folhas, associado com a diminuição na área foliar, e menores conteúdos de H2O2 em folhas, ocorrendo localização de Al nas camadas superficiais dos ápices de raízes resultando em desorganização celular nas células da epiderme. Concluindo que o Al apresenta poucos danos ao crescimento dos cultivares de soja, propiciando estabilidade fotossintética o que permite a síntese e acúmulo de corpos carbônicos, tendo o cultivar MONSOY 8644 mecanismos mais apurados de resistência ao Al. Palavras-chave: Glycine max. Tolerância. Estresse Abiótico.Item Caracterização morfofisiológica e metabólica de raízes de soja expostas ao alumínio(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-23) Andrade, Renata; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/0990000801158034Solos ácidos com elevada saturação de alumínio (Al) ocorrem, principalmente em regiões tropicais e subtropicais, podendo comprometer a produtividade de plantas cultivadas. Sob essas condições, o alongamento da raiz pode ser prejudicado e, portanto, perturbar a absorção de água e nutrientes. No presente estudo, investigamos os sítios de acúmulo do Al nas raízes e seus efeitos sobre o crescimento, a fisiologia, o metabolismo em raízes de soja (Glycine max L.) nos genótipos A7002 e Suprema. As plântulas de soja foram cultivadas em sala de crescimento com solução de Clark contendo 0 (controle) e 100 µM de AlCl 3 , sob pH 4,0 e aeração constante, por 72 horas. Avaliamos os danos causados no alongamento da raiz, na morfologia e anatomia radicular e o teor relativo de Al no ápice da raiz. Também abordamos as respostas antioxidantes da soja ao estresse por Al, bem como moléculas indicadoras de estresses, como ROS e MDA. Os ajustes metabólicos pelas plantas frente ao estresse por Al também foram investigados. Nossos resultados mostraram maior acúmulo de Al nas camadas superficiais do genótipo A7002 e mais internamente no genótipo Suprema. Além disso, o genótipo Suprema acumulou maior teor de Al, fato que prejudicou o crescimento da raiz nesse genótipo. Ambos os genótipos apresentaram resultado positivo para o corante Chrome Azurol’S e pela microanálise de raios-X acoplada ao microscópio eletrônico de varredura (MEV-EDS), sendo possível observar acúmulo de Al nas células do ápice celular. Adicionalmente, pela micrografia obtida pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) observa-se uma descamação nas células das células externas do ápice radicular após exposição ao Al. Ambos os genótipos apresentaram aumento na concentração de açúcares solúveis como glicose e frutose, e para o teor de amido houve redução na Suprema. Já em A7002 ocorreu aumento na concentração de malato nas raízes. Entretanto para as enzimas do estresse oxidativo não ocorreu diferenças significativas quanto suas atividades em ambos os genótipos. Desta forma, o genótipo A7002 demostrou maior tolerância em frente ao Al principalmente pela utilização de dois importantes mecanismos: exsudação de malato e restrição à entrada radial do Al nas raízes imposta pelas células externas das raízes. Por outro lado, o genótipo Suprema se mostrou suscetível ao estresse por Al, acumulando altas concentrações desse metal nas raízes, promovendo danos ao crescimento radicular e modificando o metabolismo primário, além de aumentar a concentração de espécie reativa de oxigênio. Palavras-chave: Toxicidade do alumínio. Ápice radicular. Glycine max. Metabolismo primário. Enzimas antioxidantes.Item Efeitos do alumínio em raízes de soja: alterações morfoanatômicas, fisiológicas e metabólicas(Universidade Federal de Viçosa, 2018-03-20) Silva, Cíntia Oliveira; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/7235081019596572Em solos ácidos o alumínio (Al) é a principal limitação da produtividade das culturas em todo o mundo. A acidificação do solo (pH<5) solubiliza as formas tóxicas de Al e concentrações micromolares são capazes de inibir o crescimento das raízes e causar prejuízos fisiológicos e nas funções metabólicas das plantas. Aproximadamente 30% de toda a terra agricultável do mundo é constituída por solos ácidos e com a presença de Al tóxico. O Brasil é o segundo maior produtor de soja do mundo, sendo que a maior região produtora de soja do Brasil é a Centro-Oeste. Seus solos são distróficos, ácidos e com alto teor de Al disponível. O presente estudo teve como objetivos avaliar os danos causados pelo Al em raízes de soja. Para tanto, plântulas de soja foram cultivadas em sala de crescimento com solução de Clark contendo 0 e 100 μM de AlCl 3 , sob pH 4,0, e aeração constante. Os tempos experimentais foram de 24, 48 e 72 horas. Dois cultivares com resistência diferenciada ao Al foram utilizados, P98Y70 e Conquista. Foram avaliados os danos causados no alongamento da raiz, na morfologia e na anatomia radicular. O estado nutricional das plantas e o teor relativo de Al no ápice da raiz. Investigamos a presença de células em processo de morte celular, e a detecção histoquímica de Al. Também abordamos as respostas aintioxidantes da soja ao estresse por Al, bem como moléculas indicadoras de estresses, como ROS e MDA. Os ajustes metabólicos que as plantas puderam fazer frente ao estresse por Al também foram investigados. O crescimento da raiz foi intensamente prejudicado no cultivar P98Y70 após exposição ao Al. As raízes dos dois cultivares apresentaram danos morfológicos após os três tempos de exposição ao Al. O acúmulo de Al nas raízes não diferiu entre os dois cultivares. O cultivar P98Y70 apresentou as menores concentrações de K, além disso, as concentrações de Ca e Mg reduziram em ambos os cultivares. A concentração de P não foi afetada pela presença de Al. P98Y70 apresentou maior porcentagem relativa de Al na coifa e na zona meristemática, enquanto o cultivar Conquista apresentou maiores porcentagens na zona meristemática e de alongamento. Ambos os cultivares apresentaram processos de morte celular no ápice radicular. O cultivar P98Y70 também apresentou coloração mais intensa no teste de detecção de Al por hematoxilina. No resultado positivo do corante Chrome Azurol’S foi possível observar acúmulo de Al nas células da coifa e nas células da epiderme. Entretanto, no cultivar P98Y70 foi possível detectar a presença de Al nas células meristemáticas. O cultivar P98Y70 apresentou maiores concentrações de ROS, maiores níveis de peroxidação lipídica e menor eficiência no uso de enzimas antioxidantes. Diferentemente, o cultivar Conquista apresentou aumentos significativos no uso das enzimas antioxidantes, e consequentemente, menores concentrações de ROS. Além disso, o cultivar Conquista apresentou maiores teores de citrato, responsável pela quelação e anulação dos efeitos do Al na rizosfera e no meio intracelular. Com base em nossos resultados e de acordo com os mecanismos já mencionados na literatura, acerca da defesa das plantas contra o estresse por Al, sugerimos que o cultivar Conquista apresenta mecanismos de tolerância mais eficientes, pois manteve o crescimento da raiz, o equilíbrio entre a produção de ROS e a defesa antioxidante a fim de manter a integridade celular, e principalmente, manteve os níveis de ácidos orgânicos suficientes para atuarem na principal forma de defesa das plantas, já descrita atualmente, contra a toxicidade do Al. Dessa forma, esse cultivar passa a ser mais bem adaptado e recomendado para crescer em solos ácidos e com presença tóxica de Al.Item Efeitos do alumínio sobre o metabolismo foliar e morfologia radicular em genótipos de milho contrastantes para a tolerância à seca(Universidade Federal de Viçosa, 2016-05-20) Siqueira, João Antonio Batista de; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/4599642186886817Plantas cultivadas frequentemente são acometidas pela toxidez desencadeada pelo alumínio (Al) no solo. Esse estudo foi conduzido de modo a examinar os efeitos do Al sobre a fisiologia de genótipos de milho com susceptibilidade (BRS1010) e tolerância (BRS1055) a seca, uma vez que as respostas a esses estresses são correlacionadas. Com esse intuito, plantas de milho (Zea mays L.) após 5 dias de germinação foram expostas a 0 ou 100 µM de Al por até 120 horas (h). O alongamento radicular (AR) foi reduzido em BRS1010 após 72 h de exposição ao Al, enquanto BRS1055 apresentou redução somente em 120 h de exposição ao Al. Inversamente, o alongamento caulinar (AC) e foliar (AF) foram incrementados em BRS1055 após 72 h da imposição ao estresse. Enquanto que em BRS1010 o AF se manteve constante, ocorrendo a redução no AC após 72 h de estresse por Al. Raízes de BRS1010 apresentaram danos morfológicos mais intensos que BRS1055, explicados pelos maiores níveis de Al na região da coifa e pelo maior engrossamento dos ápices radiculares. Folhas de BRS1010 exibiram acúmulo de glicose, sacarose, amido, aminoácidos e proteínas, indicando que o crescimento foi comprometido por limitações relacionadas a utilização desses metabólitos. A taxa de respiração no escuro (R E ) foi superior em folhas de BRS1055 em condições de estresse, assim, foram encontrados menores níveis de fumarato nesse genótipo. Enquanto, os níveis de malato foram superiores em folhas de BRS1010 diante da toxidez por Al. Dessa forma, o acúmulo de malato, possivelmente estaria condicionando BRS1010 a menores taxas de R E em condições de estresse por Al. Parâmetros fisiológicos e de crescimento exibiram baixas correlações em BRS1055, enquanto em BRS1010 esses parâmetros foram altamente correlacionados. Os resultados sugerem que os mecanismos de tolerância ao Al em BRS1055 estão relacionados a manutenção do crescimento por meio de ajustes metabólicos alternativos em folhas.Item Evaluation of arsenic tolerance in Pistia stratiotes L. (ARACEAE): photosynthetic and respiratory metabolism(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-26) Ribeiro, Patrícia Cury; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/1324659681042980Arsenic (As) is a toxic element known to impair the development and growth of plants, as well as triggering various physiological changes when absorbed by plants. The plants, cultivated in nutrient solution, pH 6,5 and 1⁄2 ionic strength, were exposed in two treatments for 24, 48 and 72 hours: control (nutrient solution only) and As (1.5 mg L -1 ). After each day, a part of the experiment was collected for later physiological analyzes. The plants exposed to As presented lower biomass gain over the days, as effect of the damages caused by the contaminant in both leaves and roots. Roots accumulated more As and lower concentrations were found in the leaves. Once As is absorbed by the roots and translocated to the leaves, As changes photosynthesis, respiration, photorespiration and in turn, changes in the synthesis and accumulation of carbohydrates were also observed. Among the effects of As on metabolism, leaves displayed decreased in proteins and increased amino acids contents, while sugars and starch were accumulated. In roots, however, decreases in the concentrations of proteins, amino acids and sugars, mainly after 24 hours were observed. Starch decreased in roots during the 72 hours of exposure to As. Although the pigments did not show differences between control and As, net assimilation rate and the efficiency of photosystem II declined in presence of As. The photorespiration and carboxylation/ oxygenation rates of Rubisco followed the photosynthetic parameters, and decreased leaf stress due to the inhibition of specific enzymes in the presence of As. In contrast, both dark and mitochondrial respiration were higher in stressed leaves, possibly due to the chemical similarity of arsenate to phosphate, which may have led to increased respiration and subsequent collapse throughout the respiratory process. As a consequence of the changes observed in photosynthesis and respiration caused by oxidative stress, the activity of TCA enzymes, TCA intermediates and the NAD, NADH, NADP and NADPH balance also showed differences between the control and As. In leaves, there was an increase in the activity of the enzymes of the TCA cycle, which is in agreement with the respiration results. In roots, the activity of enzymes decreased under stress. Fumarate concentrations were higher for contaminated roots and leaves. However, in leaves with As, an increase in malate was observed, and for roots with As was observed a decrease in the concentration of malate, which suggests that malate can be diverted to other pathways within the cell. Among the pyridine nucleotides, all showed an increase between the contaminated leaves and in roots, the NAD + was not detected. Probably it was not regenerated during the respiratory process in roots with As, and as a consequence, the decrease of NADH was observed. Roots were more severely damaged, which can be explained by the greater accumulation of As in this part of the plant. Complementary analyzes related to leaf and root respiration are necessary to better understand the behavior of organic acids during As stress.Item Identificação de características fisiológicas relacionadas à tolerância ao déficit hídrico em clones comerciais de Eucalyptus spp. e Corymbia spp..(Universidade Federal de Viçosa, 2018-07-31) Reis, Lílian Alves Carvalho; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/1085356802752509O déficit hídrico é o maior limitante à produtividade de Eucalipto, portanto, faz-se necessário incluir análises que permitam a seleção de indivíduos superiores em programas de melhoramento genético com o objetivo de aumentar a produtividade. Contudo, existem muitas variáveis relacionadas à tolerância ao déficit hídrico. Assim, o objetivo desse estudo foi selecionar variáveis que permitam a seleção precoce de indivíduos tolerantes ao déficit hídrico. No primeiro capítulo, características ligadas ao crescimento foram avaliadas e foi observado que as variáveis mais aplicáveis à separação de clones para tolerância foram: peso seco do caule, peso total da planta, taxa fotossintética, condutância estomática, transpiração, incremento % em altura, teor relativo de água, suculência e relação Ci/Ca. No segundo capítulo, variáveis relacionadas ao metabolismo enzimático antioxidante e estresse hídrico foram avaliadas, sendo que as variáveis mais aplicáveis à separação de clones para tolerância foram fotossíntese, relação Fv/Fm, clorofila a, clorofila b e glutationa. No terceiro capítulo, variáveis relacionadas à síntese de metabólitos foram avaliadas. As variáveis mais aplicáveis à separação de clones para tolerância foram fotossíntese, relação Fv/Fm, clorofila a, clorofila b e glutationa, ácido abisisico, metil jasmonato e glicose. No quarto capítulo, variáveis morfoanatômicas e nutricionais foram avaliadas. As variáveis mais aplicáveis à separação de clones para tolerância foram condutância estomática, relação Fv/Fm e concentração de cálcio. As variáveis peso total da planta, incremento em altura %, teor relativo de água são úteis na seleção e, como vantagem adicional, essas análises requerem instrumentos simples como balança, estufa e fita métrica. Para as variáveis fotossíntese, relação Fv/Fm e Condutância estomática é necessário o uso do equipamento IRGA. Assim sendo, essas variáveis podem ser facilmente usadas nas empresas para a seleção precoce de indivíduos com potencial para serem tolerantes em campo, desde que a avaliação do material genético seja feita sob condições de déficit hídrico natural ou simulada.Item Impactos das nanopartículas de níquel em Pistia stratiotes: absorção, toxicidade e mecanismos de tolerância(Universidade Federal de Viçosa, 2022-03-18) Brito, Fernando Antônio Gomes; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/3882471026608216Devido à falta de legislação e investimento para o descarte correto de resíduos gerados nos processos produtivos da indústria, agricultura e mineração, a deposição irregular de metais pesados como o níquel (Ni) tem causado a degradação e contaminação de áreas e águas subterrâneas, além de representar riscos à saúde pública. Apesar dos estudos avançados que investigam os efeitos dos metais pesados às respostas fisiológicas e os mecanismos de tolerância, existe ainda uma falta de conhecimento sobre as respostas das plantas desencadeadas pelas nanopartículas de níquel. Portanto, objetiva-se neste projeto utilizar plantas de Pistia stratiotes para elucidar a dinâmica fisiológica celular em resposta ao estresse por Ni na forma de nanopartículas. Para melhor compreender este fenômeno, plantas de P. stratiotes, foram aclimatadas por 3 dias em solução nutritiva de Clark ½ força iônica, pH 6,5, em salas de crescimento com temperatura e intensidade luminosa controlados, antes de serem submetidas aos tratamentos com nanopartículas de níquel (NiNP) e sulfato de níquel (NiSO 4 ) separadamente em concentrações de 0,3, 1,5 e 7,5 mg L -1 cada. Foram analisados a absorção do metal pela planta, taxa de crescimento, pigmentos, fluorescência da clorofila, parâmetros fotossintéticos, metabolismo antioxidante enzimático, integridade de membrana, concentrações de peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) e peroxidação lipídica (MDA). As plantas expostas ao NiSO 4 tiveram menores taxas de crescimento, maiores concentrações de H 2 O 2 e MDA, enquanto as plantas expostas às NiNPs tiveram maior acúmulo de níquel nas folhas, as trocas gasosas foliares mais afetadas e maior fluorescência da clorofila a. Conclui-se que a P. stratiotes é capaz de absorver e remover NiNP do meio, e que mesmo em maiores concentrações nos tecidos da planta, as nanopartículas apresentaram efeitos diferentes do sal do mesmo elemento sobre o seu metabolismo, sendo ambas prejudiciais à planta. Palavras-chave: Metal pesado. Antioxidante. Estresse abiótico. Planta aquática.Item Involvement of glutathione availability on arsenic tolerance in Pistia stratiotes L. (ARACEAE)(Universidade Federal de Viçosa, 2021-11-03) Silva, Vinícius Melo da; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/4358126347977583Glutathione is a multifunctional peptide important for response to multiple stress conditions in plants, such as arsenic (As) stress. Following recent results, which demonstrate that aquatic macrophytes, such as Pistia stratiotes, exhibit As tolerance linked to a glutathione metabolism, we investigated in presented study, how much glutathione availability can alter plant response to As, using a tolerant As concentration determined in the literature for P. stratiotes, but under glutathione limitation, with a glutathione synthesis inhibitor, DL-Buthionine sulfoximine (BSO). The plants were grown in the nutrient solution, pH 6.5, 1/2 ionic strength, and used in two experimental approaches. The first approach aimed to identify the most critical demands in glutathione metabolism during As exposure. The experiment consisted of a factorial design with 2 concentrations of sodium arsenite (0 and 5 µM) and 5 BSO concentrations (0, 25, 50 100, and 200 µM) in 5 replications and one plant per pot (0.25 L) exposed for 48 hours in a controlled condition in a growth room. The second approach aimed to evaluate how glutathione availability can alter As concentration in plant and physiological processes, such as photosynthesis, respiration, sugar content and antioxidant parameters. The experiment consisted of 4 treatments: Control (nutritive solution), BSO (200 µM), sodium arsenite (5 µM) and As (5 µM) + BSO (200 µM), in 5 replications and one plant per pot (0.25 L) exposed for 48 hours in a controlled condition. In both experiments, As concentration in roots decreased about 50% under BSO treatments, with increased As translocation to leaves at 3-times. Arsenic exposure induced glutathione metabolism responses, especially in roots, with increased activity of antioxidant enzymes and enzymes and compounds linked to As detoxification. All glutathione metabolism was affected by BSO, starting from γ-glutamyl-cysteine synthetase (γ- ECS), followed by depletion of glutathione content in plant. In our experiments, Glutathione peroxidase (GPX) and Dehydroascorbate reductase (DHAR) indicated high sensitivity to glutathione availability than Glutathione-S transferase (GST) and the Phytochelatins (PC) content. However, glutathione reductase functions are well preserved in glutathione depletion; furthermore, GSH-independent functions, such as Catalase (CAT), Ascorbate Peroxidase (APX) and Ascorbate increasing their activity. Other aspects were also affected by glutathione, especially in photosynthesis, with decreased carbon assimilation rates linked to increased oxidative stress markers and changes in starch content in plant. Also was affected by As exposure the pigment content, heat dissipation and electron transport rate. Furthermore, this damage is enhanced by glutathione depletion in two respects, the first linked to increased As translocation to leaves and the second to decreased redox protection on BSO exposure. Based on the results, it is possible to conclude that the tolerance of P. stratiotes to As can be largely explained by the activity of glutathione metabolism, which participates in different aspects of the plant's survival in environments contaminated with arsenic and can define the performance of this aquatic plant in phytoremediation processes of this contaminant. Keywords: GSH. Arsenite. BSO. Aquatic Plant. Phytoremediation.Item Metallic elements in plants: bioaccumulation, phytoremediation potential and physiological responses(Universidade Federal de Viçosa, 2022-07-20) Coelho, Daniel Gomes; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/5608593903022091Pollution caused by metallic elements in the environment is becoming increasingly problematic worldwide. In the current work, several aspects of the metallic elements in plants were investigated, including the accumulation in species affected by an environmental disaster involving the disruption of a mining tailing dam; the physiological responses and phytoremediation potential of the aquatic macrophyte water lettuce (Pistia stratiotes) subjected to excess iron (Fe) and manganese (Mn), and combinations of Fe, Mn, and arsenic (As); and, finally, the in vivo monitoring of As-induced responses in Arabidopsis thaliana plants. We found a concerning enrichment of metal accumulation, especially for Fe and Mn, in the plant species evaluated in affected areas by mining tailings. Considering the spreading potential of contamination in aquatic environments, water lettuce plants, which are often used in phytoremediation studies, were tested for removal of excess Fe and Mn, along with the association with As. The plants displayed a great accumulation of Fe, mainly trapped in roots, whereas Mn was hyperaccumulated in shoots and roots. Accumulation of Mn was observed especially in the apoplast, avoiding major impairments of physiological processes. In presence of As, the plants displayed root loss as an acclimation response, followed by re-emission of the organs. Nonetheless, the specimens were able to maintain a high accumulation of the pollutants, supplied isolated or in association, demonstrating phytoremediation potential in multi- contaminated environments. Furthermore, the in vivo measurements using genetically-encoded biosensors showed intriguing stability of Mg-ATP 2− levels upon short-term arsenate (AsV) exposure. We also observed that the depletion of the GSH pool is the most likely cause of glutathione redox potential (E GSH ) oxidation. The findings presented here emphasize the importance of continuing to monitor metal-contaminated areas, as well as exposing alternatives for phytoremediation of aquatic environments and providing new insights into plant metabolism in response to pollutants. Keywords: Aquatic plants – Pollution effect. Aquatic plants – Heavy metal effects. Pistia stratiotes. Heavy metals. Aquatic plants – Metabolism.Item O óxido nítrico, na forma de snp, induz mecanismos de tolerância ao alumínio em raízes de milho?(Universidade Federal de Viçosa, 2017-11-21) Ferreira, Tassia Caroline; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/0762688693161203O papel regulador do óxido nítrico em resposta a estresses abióticos têm sido evidenciado em pesquisas, mas o conhecimento da ação NO na toxicidade do alumínio (Al), ainda é bastante limitado. Para avaliar os mecanismos de tolerância induzidos pelo NO, os híbridos de milho BRS 1010 e DKB 390 foram expostas as concentrações de 0, 100, 200 e 300 µM de AlCl 3 . Assim, foram definidos a concentração de Al (200 µM) e o tempo (24 horas) para os próximos experimentos. Em seguida, os dois híbridos foram expostos por 24 horas as concentrações de 0, 50, 100, 150 e 200 µM nitroprussiato de sódio (SNP) para avaliação do alongamento radicular. Para os experimentos seguintes, o híbrido DKB 390 foi exposto por 24 horas aos tratamentos: controle, Al 200 µM, SNP 50 µM e Al 200 µM+SNP 50 µM. Após exposição ao tratamento Al+SNP foi possível observar que o SNP não foi capaz de atenuar a inibição do crescimento da raiz principal. Para avaliar a localização (acúmulo) de Al nos ápices radiculares, foi realizado o teste com o corante hematoxilina. Não houve acúmulo de Al nos tratamentos controle e SNP. Contudo, após exposição a 200 µM de Al por 24 horas foi observado intenso acúmulo desse metal nas células radiculares. Já no tratamento Al+SNP houve menor acúmulo de Al nas raízes, ficando restrito ao ápice radicular. Os tratamentos Al e Al+SNP mostraram maior intensidade de fluorescência do NO nas raízes, sendo possível localizar essa molécula por toda região do ápice radicular. Adicionalmente ao maior acúmulo de NO nas raízes tratadas com Al+SNP, foi possível observar ativação dos mecanismos de defesa antioxidativo enzimáticos. O tratamento Al+SNP foi importante para manter elevada a atividade das enzimas SOD (folha), CAT (folha), POX (raiz) e APX (folha e raiz). O SNP não foi capaz de reverter os efeitos do Al sobre o AR, entretanto promoveu menor acúmulo de Al na rizosfera, maior concentração de NO e ativação de mecanismos de defesa. Palavras-chave: tolerância, metais pesados, estresse abióticoItem Óxido nítrico melhora o desempenho de plantas de Lactuca sativa L. expostas ao estresse salino(Universidade Federal de Viçosa, 2017-12-07) Campos, Fernanda Vidal de; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/7143476753536029A tolerância ao estresse salino envolve diversas ações que atuam de forma coordenada, como a homeostase iônica, o controle da perda de água através dos estômatos, ajustes metabólicos e defesa antioxidante. Entretanto, para que essas respostas ocorram, é necessário que o estresse seja percebido e transmitido para a maquinaria celular através da atuação dos agentes sinalizadores. O óxido nítrico (NO), devido às suas propriedades particulares, têm sido considerado uma molécula sinalizadora importante sob condições de estresses. Diante disso, o objetivo do presente estudo foi avaliar a atuação do NO nas principais respostas bioquímicas e fisiológicas de plantas de Lactuca sativa (alface) expostas ao estresse salino de curta duração. As plantas foram aclimatadas por 5 dias em solução nutritiva de Clarck 1⁄2 força iônica, pH 6,5, à temperatura de 25 ± 2 °C, sob irradiância de 230 μmol m -2 s -1 e fotoperíodo luminoso de 16 horas, sendo mantidas sob aeração constante. Decorrido esse período foram submetidas aos tratamentos: controle (apenas solução nutritiva); nitroprussiato de sódio (SNP-doador de NO) (70 μM); cloreto de sódio (NaCl) (80 mM) e NaCl + SNP (80 mM e 70 μM, respectivamente). As plantas permaneceram nos tratamentos por períodos que variaram de acordo com a análise em questão. De forma geral, observou- se que o curto período de exposição ao NaCl foi suficiente para desencadear desordens em L. sativa, evidenciados pelo aumento na concentração de peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ), danos de membrana, sinais de morte celular, redução no crescimento, desequilíbrio nutricional, alterações hormonais e queda no desempenho fotossintético. No entanto, a presença do NO, suprido na forma de SNP, pareceu reverter os danos gerados pelo estresse ao atuar como antioxidante eliminando diretamente as espécies reativas de oxigênio (EROs) e/ou otimizando a atividade das enzimas antioxidantes, ao contribuir para produção de prolina, promover o balanço iônico e hormonal na célula e, otimizar a fotossíntese, resultando em melhorias na taxa de crescimento relativo. Assim, durante o período de tempo analisado e dose aplicada de SNP, o NO conduziu as plantas para a via que promove tolerância ao estresse, no entanto, por apresentar padrão de atuação temporal, seria de grande relevância avaliar a atuação desse agente sinalizador, também, a longo prazo.Item Resposta ao etileno e ação do 1-MCP e do STS na longevidade de pimenteiras ornamentais(Universidade Federal de Viçosa, 2015-02-19) Oliveira, Milena Maria Tomaz de; Finger, Fernando Luiz; http://lattes.cnpq.br/3709791112709404O objetivo desse estudo foi avaliar a resposta ao etileno e a ação do l-MCP e STS sobre a longevidade em variedades comerciais de pimenteira ornamental das espécies C.annuum e C. frutescens cultivadas em vaso. Plantas das variedades comerciais de pimenteiras ornamentais “Espaguetinho", “Etna”, “Peppa" e "Karneval" foram tratadas com 10 uL L'1 de etileno por 48 horas e avaliadas quanto a responsividade. As variedades classificadas como altamente sensíveis à ação do etileno, “Espaguetinho", “Peppa" e “Karneval" foram tratadas com os inibidores da ação do etileno, 1- Metilciclopropeno (l-MCP) e Tiossulfato de prata (STS). Na avaliação da qualidade e longevidade, após a aplicação dos tratamentos, as plantas foram transferidas para o interior de uma sala para simulação de interior (lojas, floriculturas, supermercados e casa do consumidor final) a 20-25 ºC e 7-10 umol s"1 m'2 de luz fluorescente em regime de 12 horas, irrigadas com 150 ml de água/vaso quando necessário. A avaliação da resposta mostrou que a variedade comercial “Etna”, exibiu resposta moderada a exposição a 10 uL L'1 de etileno por 48 horas. “Espaguetinhoº, “Peppa" e “Karneval", foram classificadas como altamente sensíveis ao etileno, com descarte no lº dia de prateleira pela perda total de seus atributos ornamentais. As folhas das quatro variedades demonstraram maior resposta ao etileno que os frutos pela alta taxa de abscisão. Nas plantas das quatro variedades houve uma redução nos teores de clorofila e balanço de nitrogênio. Os conteúdos de flavonóides permaneceram praticamente inalterados ao longo da vida em vaso. A exposição a 10 uL L'1 de etileno por 48 horas afetou a qualidade e a longevidade das plantas, reduzindo drasticamente a vida de prateleira. Os inibidores da ação do etileno, l-MCP e STS foram eficientes. Nas variedades “Espaguetinho", “Peppa" e “Karneval" o pré- tratamento com l-MCP, mesmo seguido de etileno, foi eficaz em inibir a ação do etileno e reduzir a abscisão de folhas e frutos. A aplicação de STS isolado teve efeito positivo sobre a longevidade, não havendo indícios de fitotoxidez. O tratamento com STS quando seguido por exposição ao etileno, não causou inibição da ação do etileno, tendo efeito semelhante aos controles ou etileno isolado. Nas plantas das quatro variedades houve redução nos teores de clorofila e balanço de nitrogênio. Os conteúdos de flavonóides, não foram afetados ao longo da vida em vaso. A exposição ao etileno provocou uma drástica redução na qualidade visual, longevidade e vida em vaso das variedades comerciais “Espaguetinho", “Etna”, “Peppa" e “Karneval", em resposta ao etileno. Entretanto, a ação dos anti etilenos, l-MCP e STS, mostrou efeito positivo no controle das ações deletérias provocados pela ação do etileno, preservando a qualidade e favorecendo a longevidade de pimenteiras ornamentais em vaso.Item Respostas do peróxido de hidrogênio e mentol sobre a fisiologia dos brotos de batata(Universidade Federal de Viçosa, 2018-02-24) Soares, Luciana Gomes; Finger, Fernando Luiz; http://lattes.cnpq.br/6797697110902044O armazenamento adequado da batata (Solanum tuberosum L.) visa manter a qualidade do produto, minimizando a presença de doenças e reduzindo a perda de massa dos tubérculos, garantindo matéria-prima aceitável pela indústria de processamento. A brotação é um dos principais fatores que contribuem para a perda de qualidade levando à remobilização de carboidratos. Neste contexto, uma estratégia para amenizar esse problema de brotação durante o armazenamento é a redução da temperatura, afim de aumentar em longo prazo o tempo de vida útil e a quebra de dormência. Com isso, a aplicação de compostos naturais como supressores de crescimento de brotos, pode ser uma alternativa viável durante o armazenamento. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as repostas ao peróxido de hidrogênio e mentol sobre a fisiologia de tubérculos de batata não-dormente. Após a quebra natural da dormência e início da brotação, os tubérculos foram tratados com peróxido de hidrogênio 1:10 (27 % de H 2 O 2 ), mentol (50 %); controle (Água) e H 2 O 2 (1:10) + mentol, e armazenados a 8 oC por 40 dias. Os tratamentos com mentol (Ment) inibiram o crescimento dos brotos, devido a menor perda de massa, comprimento e número de brotações, ao contrário dos efeitos observados pelo peróxido de hidrogênio que induziu o crescimento dos brotos quando comparado ao controle. Em relação ao metabolismo do carbono, os açúcares solúveis totais, açúcares redutores e não-redutores apresentaram variação linear em função do período de armazenamento, não diferindo entre os tratamentos. A atividade das enzimas POD e PPO apresentou aumentos ao longo do período de armazenamento, diferentemente dos compostos fenólicos que obtiveram um declínio durante os 40 dias de avaliação, no entanto, os tratamentos não foram significativos durante este período. Portanto, o óleo essencial de mentol é uma alternativa eficiente na supressão da brotação e na manutenção da qualidade dos tubérculos, ao contrário do peróxido de hidrogênio que, quando aplicado isoladamente, induz a brotação.Item Respostas do sistema antioxidativo e metabolismo da glutationa em Salvinia molesta D. S. Mitchell (Salviniaceae) submetida ao arsenito(Universidade Federal de Viçosa, 2014-02-07) Silva, Adinan Alves da; Oliveira, Juraci Alves deCom 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.Item Respostas morfofisiológicas e agronômicas de batata à aplicação de reguladores de crescimento em condições de verão(Universidade Federal de Viçosa, 2018-02-23) Araujo, Fernanda Ferreira de; Finger, Fernando Luiz; http://lattes.cnpq.br/2507460611108779Um dos fatores que restringem a obtenção de maiores índices de produtividade na cultura da batata está relacionado com o crescimento excessivo dos caules e massa foliar, que é favorecido pelas altas temperaturas do verão, levando a redução da produtividade e menor teor de matéria seca dos tubérculos. Uma prática de manejo que pode ser utilizada para obter equilíbrio entre o crescimento da parte vegetativa e o órgão de reserva das plantas é a utilização de produtos reguladores ou retardantes do crescimento vegetal, os quais atuam inibindo a biossíntese de giberelina. O paclobutrazol e o trinexapac-ethyl são reguladores de crescimento utilizado na agricultura com finalidade de controlar o crescimento vegetativo, visando à redução do porte das plantas. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi avaliar o crescimento e produção da batata cultivar Markies em função da aplicação dos reguladores de crescimento, paclobutrazol (PBZ) e trinexapac-ethyl (TE), em condições de verão. Foram conduzidos dois experimentos independentes. No primeiro experimento, PBZ a 0,125 e 0,250 L ha -1 e TE a 1,0 e 2,0 L ha -1 foram aplicados na forma de pulverização foliar, aos 35 dias após o plantio. No segundo, PBZ a 0,1; 1,0; 10 e 100 mg L -1 e TE a 1,0; 10; 100 e 1000 mg L -1 foram aplicados nas batatas-semente brotadas antes do plantio. Na aplicação via foliar, os reguladores de crescimento foram eficientes em antecipar o processo de tuberização. As plantas tratadas com PBZ e TE exibiram células epidérmicas maiores e uma única camada de células do mesofilo paliçádico mais alongadas. O tratamento com PBZ nas duas doses foi eficiente em aumentar o índice de clorofila das folhas e reduzir o tamanho das plantas, porém reduziu a massa fresca e seca total dos tubérculos, produção total por planta e a gravidade especifica dos tubérculos. No segundo experimento, o PBZ foi eficiente em reduzir o tamanho das plantas e aumentar o índice de clorofila, flavonoides e balanço de nitrogênio das folhas. As duas doses maiores (10 e 100 mg L -1 ) de PBZ atrasaram a emergência da parte aérea, o início da tuberização das plantas, reduziram o número de tubérculos por planta e o teor de amido dos tubérculos. As folhas exibiram células epidérmicas maiores, células do mesofilo paliçádico mais alongadas e mesófilo esponjoso mais espesso. Nos dois experimentos, o TE não foi eficiente em reduzir o comprimento das plantas, mostrando a sua seletividade somente a determinadas espécies.Item Respostas morfofisiológicas e moleculares em soja após exposição a reguladores de crescimento(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-22) Sousa, Raysa Mayara de Jesus; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/3965421945562962A soja tem uma posição importante na agricultura mundial, sendo o Brasil o segundo maior produtor deste grão no mundo. Na cultura, o acamamento consiste em uma característica agronômica negativa que afeta o seu desenvolvimento, reduzindo a produtividade devido à baixa interceptação de luz e o deslocamento permanente do caule. Visando alterar a morfologia da planta, minimizando os efeitos do acamamento, reguladores de crescimento vem sendo utilizados na agricultura para modular o crescimento e o desenvolvimento de acordo com as condições desejadas. O paclobutrazol (PAC) consiste em um destes reguladores que atua na inibição da biossíntese de giberelinas (GAs) modificando o alongamento da parte aérea, desenvolvimento da raiz e divisão celular. No entanto, alterações morfofisiológicas e moleculares provocadas pela regulação dos níveis de GAs na redução à incidência de acamamento permanecem desconhecidas em muitas culturas. Um exemplo são as alterações causadas na parede vegetal, durante o desenvolvimento da planta, em que celulose e lignina são os componentes que apresentam maiores variações. Desta forma, este trabalhou objetivou através do cultivo ex vitro e in vitro entender como a regulação dos níveis de GAs na soja por PAC, poderiam atenuar os efeitos do acamamento. A utilização do PAC nos cultivos ex vitro e in vitro reduziu a arquitetura da parte aérea da soja através de modificações na partição de biomassa, comprimento do caule e maior conteúdo de celulose na parede celular. No cultivo ex vitro, a redução dos níveis de GAs induziu plantas com anatomia foliar, caulinar e da raiz desenvolvidas por alteração na espessura de tecidos que favoreceu a realização de trocas gasosas, transporte de elétrons e modificação na utilização e produção de metabólitos primários. A aplicação de GA 3 induziu o acúmulo de biomassa e maior alongamento do caule em ambos os cultivos. Porém, maiores níveis GAs na soja cultivada in vitro resultou em modificações na massa seca e anatomia da raiz distintas do cultivo ex vitro. Neste trabalho, a aplicação de PAC como regulador induziu características fenotípicas de interesse como a redução do comprimento do caule, incrementos na taxa fotossintética com alterações no metabolismo de açúcares e maior conteúdo de celulose na parede celular. No entanto, a aplicação de GA 3 promoveu o aumento no conteúdo de lignina na parede celular, podendo contribuir com maior rigidez e resistência física nos tecidos condutores e de sustentação. Sendo novos estudos necessários para confirmar a eficiência na utilização de PAC para redução do acamamento na soja.Item Sinalização celular em resposta ao arsênio: mecanismos de ação do óxido nítrico em nível molecular, bioquímico, fisiológico, ultraestrutural e implicações para fitorremediação(Universidade Federal de Viçosa, 2015-02-23) Farnese, Fernanda dos Santos; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/9449315151367208O óxido nítrico (NO) é um importante sinalizador celular em condições de estresses bióticos ou abióticos. No presente estudo investigou-se o papel deste sinalizador na resposta de Pistia stratiotes ao arsênio (As). As plantas, cultivadas em solução nutritiva, pH 6,5, 1⁄4 da força iônica, foram expostas a quatro tratamentos, por 24 horas: controle (apenas solução nutritiva); nitroprussiato sódico (SNP doador de NO) (0,1 mg L -1 ); As (1,5 mg L -1 ); As+SNP (1,5 e 0,1 mg L -1 , respectivamente). Para análise de crescimento as plantas permaneceram por três dias nas condições supracitadas. O acúmulo de As por P. stratiotes aumentou a concentração de espécies reativas de oxigênio (ROS), o que teve efeitos danosos sobre a integridade das membranas celulares e sobre vários processos fisiológicos, como fotossíntese, respiração e fotorrespiração. Em relação à fotossíntese, diversos parâmetros foram alterados, desde a concentração de pigmentos até a fixação de carbono, com consequente queda na concentração de sacarose. Comportamento similar foi observado em relação à taxa de fotorrespiração, que também apresentou decréscimos. O processo respiratório, por sua vez, aumentou, provavelmente devido à similaridade química entre arsenato e fosfato, o que comprometeu o status energético da célula. Todos esses efeitos danosos do As se refletiram sobre a estrutura celular de P. stratiotes , provocando a desestruturação do sistema de membranas e o colapso do protoplasto, além de queda dos tricomas. Consequentemente, observou-se queda do crescimento vegetal e baixo índice de tolerância ao poluente. A adição de SNP, no entanto, foi capaz de atenuar os efeitos tóxicos do As, provavelmente através da S-nitrosilação proteica. A adição de SNP manteve a concentração de ROS em níveis similares ao controle e restaurou a taxa fotossintética, a estrutura celular das plantas e a taxa de crescimento. Esses efeitos benéficos do SNP aparentemente são consequências de alterações desencadeadas tanto no metabolismo primário, secundário e antioxidante de P. stratiotes . O SNP aumentou o NPQ e a atividade respiratória, além de inibir a fotorrespiração, o que provavelmente está relacionado com a manutenção da homeostase de ROS e com a geração de esqueletos de carbono para mecanismos de defesa. Essas alterações nos 7 viiiprocessos vegetais foram acompanhadas por mudanças nas concentrações de açúcares, intermediários do ciclo de Calvin e intermediários da fotorrespiração. O SNP também influenciou de forma significativa o metabolismo antioxidante de P. stratiotes exposta ao As, tendo sido observado aumento na atividade de enzimas antioxidantes, como dismutase do superóxido, peroxidase, catalase, peroxidase da glutationa e redutase da glutationa, e alteração a concentração de antioxidantes não enzimáticos, como glutationa, ascorbato e prolina. A glutationa foi particularmente importante na tolerância de P. stratiotes ao As, e parece ter agido tanto como substrato para atividade enzimática quanto para a síntese de fitoquelatinas. O SNP desencadeou ainda alterações nos metabólitos relacionados com a glicólise e com o ciclo dos ácidos tricarboxílicos, além de afetar a concentração de vários polióis e aminoácidos, a maior parte dos quais estão relacionados com o combate ao estresse oxidativo. A adição de SNP permitiu, portanto, a integração dos processos vegetais e o ajuste da maquinaria metabólica de P. stratiotes em resposta ao As, o que resultou na reprogramação do metabolismo antioxidante e alterações no metabolismo primário e secundário, culminando com o aumento da tolerância das plantas ao metaloide.Item Tolerance to arsenic in Alnus acuminata (Aliso), during the germination and early development Remove selected(Universidade Federal de Viçosa, 2018-02-20) Ramos Montaño, Carolina; Oliveira, Juraci Alves de; http://lattes.cnpq.br/6851934386052675In Colombia, coal mining has become one of the most frequent economic activities, especially in the Andean region in the department of Boyacá. Currently it is unknown if there is an increase in the concentrations of heavy metals and metalloids in the soil, and the owners of the mines are requested by the government to reforest the post-mining soils, without any species specifically recommended for it. The present investigation addressed the problem of coal mining with two main objectives: (1) To establish if coal mining is associated with high amounts of heavy metals or metalloid arsenic, and find some tree species that was distributed in the proximity of the coal tailings where trace elements are concentrated and (2) To deep in the study of that species to determine if it has any germination tolerance and if it has potential to be used in reforestation plans in post-mining soils. In a first study carried out in the municipality of Samacá (Boyacá-Colombia), transects of 50 m were assembled from the mining tailings to the most conserved area of vegetation, to observe how the diversity and composition changes along the distance. In each of four sampling points, the concentration of aluminum, arsenic, copper, iron, manganese, nickel, lead and zinc were determined. As a result, it was found that, with the exception of arsenic, none of the trace analyzed elements are found in concentrations of toxicological risk, but the diversity changes considerably from the coal source to the exterior; some species would be considered as intolerant because they are present only in the most distant zone. The only tree species found in the closest zone to the coal wastes was Alnus acuminata, a species native from the Neotropic and commonly known as alder. In a second study, the germination characteristics of A. acuminata were evaluated to establish the best conditions that maximize its germination. The results showed that seeds of A. acuminata can be conserved for months at temperatures below 5°C. A pretreatment of cold stratification during 48 hours improves the germination in presence of light and the best conditions for germination were sowing on germitest paper, alternate temperatures 20-30 °C with 12 hours of photoperiod. Finally, in a third study, the effect of arsenic on the germination and early development of A. acuminata with and without a germination pretreatment of stratification was determined. The results of this last study showed that stratification, applied as a cold preimbibition at 3 °C for 48 hours, increases germination by 50% and improves early development, accelerating the emission of the first true leaf. This effect means that even the germinants that come from arsenic treatments have an optimal growth without significant differences with the controls, up to the age of 70 days. With the height of the seedlings was calculated the vigor index of the seeds, which was basically increased in more than 50% in relation to the seeds that had not had a cold pretreatment. Similar results were found with the index of tolerance to arsenic. The general conclusion of this doctoral research is that A. acuminata presents germinative tolerance to arsenic, provided that its seeds receive a pre-treatment of cold imbibition, and this discovery should be used to evaluate the implementation of A. acuminata in plans for recovering of soils affected by coal mining in Colombia.