Evaluation of the potential of Pistia stratiotes L. (water lettuce) for bioindication and phytoremediation of aquatic environments contaminated with arsenic

Abstract

Specimens of Pistia stratiotes were subjected to five concentrations of arsenic (As) for seven days. Growth, As absorption, malondialdehyde (MDA) content, photosynthetic pigments, enzymatic activities, amino acids content and anatomical changes were assessed. Plant arsenic accumulation increased with increasing metalloid in the solution, while growth rate and photosynthetic pigment content decreased. The MDA content increased, indicating oxidative stress. Enzymatic activity and amino acids content increased at the lower doses of As, subsequently declining in the higher concentrations. Chlorosis and necrosis were observed in the leaves. Leaves showed starch accumulation and increased thickness of the mesophyll. In the root system, there was a loss and darkening of roots. Cell layers formed at the insertion points on the root stems may have been responsible for the loss of roots. These results indicate that water lettuce shows potential for bioindication and phytoremediation of As-contaminated aquatic environments.

Espécimes de Pistia stratiotes foram submetidos a cinco concentrações de arsênio (As), durante sete dias. Crescimento, absorção de As, concentração de malondialdeído (MDA), pigmentos fotossintéticos, atividades enzimáticas, concentração de aminoácidos e alterações anatômicas foram avaliadas. O acúmulo de As pelas plantas aumentou com o incremento do metaloide na solução, enquanto que a taxa de crescimento e o teor de pigmentos fotossintéticos diminuiu. O conteúdo MDA aumentou, indicando estresse oxidativo. A atividade de enzimas antioxidantes e os teores de aminoácidos aumentaram nas doses mais baixas de As, declinando nas concentrações mais elevadas. Nas folhas foram observados clorose e necrose. As folhas apresentaram acumulação de amido e aumento da espessura do mesofilo. No sistema radicular houve perda e escurecimento das raízes. Camadas de células formadas nos pontos de inserção da raiz podem ter sido responsáveis pela queda das raízes. Estes resultados indicam que a alface da água apresenta potencial para bioindicação e fitorremediação de ambientes aquáticos contaminados com As.