Efeitos do alumínio em raízes de soja: alterações morfoanatômicas, fisiológicas e metabólicas

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Silva, Cíntia Oliveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Soja - Anatomia; Plantas - Efeito do aluminio; Raízes - Botanica; Antioxidantes; Acidos orgânicos; Fisiologia de Plantas Cultivadas
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/21847

Em 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.