Enxofre e arsênio em Eichhornia crassipes (Mart) Solms: Metabolômica, fitohormônios, tióis e fitorremediação - Nascimento, Gutenberg de Almeida (2017)
Plantas de Eichhornia crassipes foram sumetidas a uma privação de enxofre e um posterior reabastecimento com sulfato, quando foram então estressadas por arsenato. Buscou-se investigar como a oferta diferenciada de enxofre após uma restrição de enxofre em E. crassipes e a presença de arsênio afetam o seu crescimento, o acúmulo de arsênio e as interações com fitormônios na percepção e resposta ao estresse. Além disso, avaliou-se os efeitos da disponibilidade diferencial de enxofre sobre a acumulação de metabólitos, buscando identificar novos biomarcadores de stress, avaliando a interconecxão de respostas entre o metabolismo primário e secundário em folhas de aguapé, em busca de estratégias mais eficientes para a fitorremediação e tolerância ao metal. Plantas foram aclimatadas em solução nutritiva de Clarck por 7(sete) dias, contendo 1/4 da força iônica, com baixa disponibilidade de enxofre no meio (2,5μM SO 4 - 2 ), trocada a cada 48h. O MgCl 2 foi usado como fonte de magnésio em detrimento do MgSO 4 .Após esse período, foram transferidas para frascos de vidro contendo diferentes concentrações de enxofre em solução. No primeiro tratamento, 2,5μM SO 4 - 2 foram adicionados, já no segundo e terceiros, 200 e 600μM SO 4 - 2 , respectivamente. A esses tratamentos foram adicionados 8μM de arsenato (As(V)) por 24h, onde posteriormente o material foi coletado, e as análises processadas com auxílio de espectrometria de massas. A privação e posterior reabastecimento se mostrou uma estratégia extremamente eficaz quando se trata de novas possibilidades em programas de fitorremediação de arsênio usando a espécie, demonstrando inclusive que a maior oferta de enxofre no reabastecimento, potencializou a capacidade de acumulação do metal. A presença do metal afeta o crescimento vegetal, sendo que plantas cultivadas sobre baixa disponibilidade de enxofre, acumularam menores teores de metal, o que pode ter contribuído para um menor decréscimo em sua TCR. O acúmulo de cisteínas foi potencializado com a maior oferta de enxofre e acumulação de arsênio. Metabólitos responsivos aos diferentes tratamentos foram identificados com auxílio de diferentes técnicas de espectrometria de massas. Arsenato e a oferta diferenciada de enxofre induziram a uma reprogramação metabólica intensa em folhas de aguapé. Cerca de 111 metabólitos se mostraram significativos. Dentre eles, fitormônios como ácido abscísico, ácido jasmônico, citocininas, auxinas, ácido salicílico e o precursor do etileno, ACC. A análise de vias metabólicas afetadas mostra a complexidade de respostas e o papel fundamental que o metabolismo de aminoácidos, da glutationa e do ciclo do glioxilato tem na resposta ao estresse promovido pelo metal, atingindo em cheio o metabolismo energético, seja por alterações na fixação do carbono, seja pelo impacto gerado sobre o ciclo dos ácidos tricarboxílicos (TCA). Após o reabastecimento de enxofre, plantas translocaram a maior parte do enxofre absorvido e do metal para a parte aérea, sendo que a bioacumulação foi maior em folhas crescendo em meio com maior oferta de enxofre (HS). Após a análise dos danos irreversíveis ao aparato respiratório e membranas celulares provocados pelo metal,a hipótese de que a maior oferta de enxofre em solução promove uma menor amplitude de danos celulares relacionados a morte celular pode ser confirmada.Além disso, diferentes grupos de metabólitos secundários respondem diferencialmente ao enxofre e arsênio, ajudando a compreender a reprogramação metabólica em folhas de aguapé.