Alumínio: elemento benéfico ou essencial para a espécie de cerrado Borreria latifolia (Rubiaceae)?

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Marques, Ana Paula Pires
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Borreria latifolia; Plantas - Efeitos do Aluminio; Meristemas; Fotossintese; Botânica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29239; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.289

O íon trivalente de alumínio (Al 3+ ) é tóxico para maioria das plantas em solos ácidos, porém para algumas espécies nativas este metal é considerado benéfico. Recentemente, foi comprovada a essencialidade do metal para a espécie hiperacumuladora Camellia sinensis (chá- da-índia) e relatado que o desenvolvimento da lenhosa de cerrado Vochysia tucanorum é prejudicado na ausência deste elemento. Entretanto, ainda não há relatos da essencialidade do Al para espécies do cerrado e o seu efeito no metabolismo de plantas hiperacumuladoras, como a herbácea Borreria latifolia (Rubiaceae), não foi totalmente elucidado. Neste trabalho avaliamos as repostas morfológicas, anatômicas, bioquímicas e fisiológicas de indivíduos de B. latifolia, coletados em solo de cerrado, e submetidos, em hidroponia, a 0 µM de Al 3+ por 57 dias (T0) e 0 µM de Al 3+ por 40 dias, acrescentando-se, após esse período, 500 µM de Al 3+ por mais 17 dias (T0+500). A princípio, plantas T0+500 permaneceriam 40 dias sem e 40 dias com o Al, porém o tempo de exposição ao metal teve que ser reduzido para 17 dias pois alguns indivíduos T0 morreram, indicando que as demais plantas desse tratamento não sobreviveriam por mais tempo. Após 57 dias de cultivo na ausência do Al (T0), plantas de B. latifolia apresentaram raízes escurecidas e gelatinosas, folhas necrosadas e morte de gemas axilares e de meristemas apicais caulinares. Diversos danos histológicos, como hipertrofia, alterações mitóticas, descolamento de células na raiz e senescência de coléteres, foram observados nesse tratamento. Nos 40 dias sem Al, indivíduos T0+500 exibiam necroses em folhas, em ápices de raízes e de caules. Porém, após a adição de Al, observou-se produção de raízes saudáveis de coloração clara e de brotações caulinares, sem alterações anatômicas, que se desenvolveram a partir de gemas adventícias. Houve acúmulo do Al em todos os tecidos dos órgãos vegetativos, inclusive em células condutoras do xilema. Adicionalmente, o Al foi registrado em coléteres, indicando uma possível exsudação do elemento, e em núcleos e nucléolos de células meristemáticas, o que pode estar relacionado com sua participação na manutenção da integridade do DNA. O Al reduziu o teor de malonaldeído e eletrólitos extravasados e elevou, no geral, o estado nutricional de B. latifolia. Como consequência, houve aumento no índice Spad das folhas e na produção de biomassa total pelas plantas T0+500. A análise de trocasgasosas confirmou que o Al aumentou os valores de todos os parâmetros, exceto da eficiência do uso da água, nos três tempos de avalição (24 horas, 48 horas e 17 dias após adição do Al na solução de plantas T0+500). O mesmo foi observado para a taxa de transporte de elétrons, a eficiência de excitação e o rendimento efetivo do PSII na presença de Al, juntamente com a redução do coeficiente não fotoquímico. Já o cultivo sem Al apresentou o CO 2 intracelular aumentado concomitante a queda do rendimento máximo do PSII e do coeficiente fotoquímico no final do cultivo. Em paralelo, o teor de amido nas raízes desse tratamento foi maior que na presença do metal, enquanto os teores de fenóis não diferiram entre os tratamentos. O Al, em plantas T0+500, aumentou os teores de clorofilas a e b, de proteínas nas folhas, acompanhado pelas maiores abundâncias relativas de Al, S e Zn, em relação a T0. Além disso, o Al promoveu o incremento de açúcares solúveis na raiz, associado ao aumento na proporção relativa de Al e K e a redução dos percentuais de Zn, Cu e Fe em T0+500 com relação a T0. Maiores percentuais de N, Mg e Cu na folha foram observadas em T0. Esses resultados evidenciam que o Al nuclear é essencial para B. latifolia ao manter a atividade e integridade de células meristemáticas e que o metal atua estimulando a fotossíntese, através do reequilíbrio nutricional. A retomada do crescimento e do desenvolvimento se deu com a elevação da síntese de proteínas, provavelmente as envolvidas no reparo de danos oxidativos e no processo de fotossíntese, e com relação fonte-dreno sendo restabelecida no metabolismo de açúcares. Palavras-chave: Hiperacumuladora de alumínio; Alumínio essencial; Meristemas; Fotossíntese; Herbáceas do cerrado.