Acúmulo e fitotoxidade do flúor em Arabidopsis thaliana (Brassicaceae)

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Marques, Ana Paula Pires
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Arabidopsis thaliana; Fisiologia vegetal; Análise foliar; Estresse oxidativo; Efeito do flúor; Microscopia; Botânica
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10608

O flúor (F), elemento mais eletronegativo da tabela periódica, é liberado para atmosfera por diversas atividades industriais, sendo facilmente absorvido pelas plantas através das folhas. A sua fácil absorção e alta reatividade com biomoléculas torna o F um dos poluentes atmosféricos mais fitotóxicos, pois gera danos oxidativos e altera o desenvolvimento celular. Embora existam muitas informações sobre os efeitos do F na fisiologia e estrutura das plantas, ainda é necessário compreender melhor os mecanismos de tolerância desenvolvidas pelas plantas em resposta ao estresse, e isso se torna mais fácil em uma espécie modelo. Além disso, conhecer os efeitos do F sobre uma espécie modelo de ensaios moleculares é extremamente importante para que análises posteriores de transcriptoma, proteoma e metaboloma sejam realizadas afim de elucidar os mecanismos de ação do poluente. Arabidopsis thaliana é uma planta modelo muito utilizada em trabalhos moleculares e ecotoxicológicos e, apesar das inúmeras vantagens de se trabalhar com essa espécie, são raros os estudos sobre os efeitos do F na mesma. Desta forma, objetivou-se compreender os efeitos do F em A. thaliana, e os mecanismos de defesa dessa espécie envolvidos no combate à fitotoxidez causada por este elemento. Para isso, plantas de A. thaliana foram submetidas à nevoeiros com 0, 20, 40 e 80 mg F L-1 por dez dias consecutivos, aplicando-se 15 mL de solução duas vezes ao dia. Ao término do experimento foram feitas coletas para a determinação do teor de F, e para avaliações das alterações morfoanatômicas, micromorfológicas, e fisiológicas. A. thaliana acumulou altíssimas concentrações de F nas folhas, mesmo nas plantas expostas a 20 mg F L-1, as quais não desenvolveram sintomas visuais de fitotoxidez, o que a caracteriza como espécie hiperacumuladora e tolerante. Nos tratamentos com 40 e 80 mg F L-1, necroses foliares iniciaram com 96 e 48 h, respectivamente, após a primeira aplicação dos nevoeiros, ocorrendo como pequenas manchas acinzentadas distribuídos pela lâmina foliar, incluindo margem e ápices. Foi observada redução na produção de biomassa e murcha foliar em função do aumento de F nos nevoeiros. Os danos na superfície das folhas foram caracterizados pelo aspecto plasmolisado das células, erosão das ceras epicuticulares, deformações das cristas estomáticas e da base dos tricomas, além da ruptura da parede periclinal externa das células epidérmicas. Estruturalmente, foram observadas deformações nas nervuras medianas das folhas, redução do tamanho dos feixes vasculares, e estreitamento da lâmina foliar nas regiões onde as células do parênquima lacunoso colapsaram. Entretanto, nos locais com ocorrência de hipertrofia celular e aumento do número de células no mesofilo houve um aumento da espessura. A face abaxial da folha foi mais afetada pelo F do que a adaxial, sendo observadas reentrâncias, redução do tamanho das células e ruptura da epiderme nessa face, enquanto que a epiderme da face adaxial se manteve intacta. Foi verificado aumento significativo na área dos elementos de vasos na nervura mediana em folhas expostas ao poluente mas sem injúria aparente. O F aumentou os níveis de aldeído malônico, indicando a ocorrência de estresse oxidativo, o qual contribuiu para a redução da assimilação interna de carbono (A), pigmentos fotossintetizantes (por degradação) e respiração (Rd). Além disso, o F elevou a concentração interna de carbono (Ci) e redução da condutância estomática (gs), ocasionada pela obliteração dos ostíolos por fragmentos de ceras epicuticulares, e perda da turgidez pelas células-guarda. Esses resultados sugerem aparentes limitações bioquímicas à fotossíntese, com possíveis reduções da atividade de enzimas do ciclo de Calvin, tais como a RuBisCO. A. thaliana demonstrou elevada tolerância ao F, já que a menor concentração utilizada neste trabalho (correspondente ao dobro da detectada em regiões poluídas) não promoveu danos severos e ainda resultou no elevado acúmulo do poluente nos tecidos. A. thaliana é uma espécie promissora em estudos sobre os mecanismos moleculares de combate ao estresse oxidativo causado pelo F.