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Efeito do cádmio em plântulas e calos de cana-de-açúcar: respostas do sistema antioxidante / Effect of cadmium in seedlings and callus of sugar cane: responses of antioxidant sistem

Fornazier, Ricardo Francisco 28 June 2000 (has links)
Nas últimas décadas tem havido uma grande preocupação com os níveis de poluição ambiental, uma vez que esta tem causado problemas relativos à saúde humana e perdas significativas (de 5 a 30%) na produção agrícola. Poluentes atmosféricos como CO e SO2 são gerados pelas atividades humanas e industriais. A poluição por metais pesados, particularmente pelo cádmio (Cd), considerado um dos mais tóxicos é gerada principalmente pelas atividades de mineração e industriais, (manufatura de baterias, produção de fertilizantes, estabilização de plásticos), além de utilização de lodo de esgoto e fertilizantes fosfatados. Esses últimos contém o Cd em sua composição e sua utilização na agricultura tem aumentado a concentração desse metal no solo, plantas e reservas hídricas, o que pode aumentar a bioacumulação e biomagnificação via cadeia alimentar. Os estudos relativos aos poluentes atmosféricos estão mais evoluídos quando comparados aqueles com metais pesados, embora estes tenham sido bastante estudados nos últimos anos. Por exemplo, um estudo realizado pelo CENA determinou que o nível de Cd no Rio Piracicaba é cerca de 10 vezes mais alto que o nível máximo aceitável. Existe, porém, a necessidade de intensificar pesquisas e determinar respostas gerais e específicas em diferentes culturas, bem como concentrações toleráveis no solo e alimentos. Foi identificado um grupo de peptídeos denominados fitoquelatinas (PCs), capazes de se ligar aos íons de metais pesados, incluindo o Cd e assim desintoxicando as células pela diminuição dos íons livres no citoplasma. Entretanto, danos oxidativos freqüentemente ocorrem quando há exposição aos metais pesados, devido a intensificação na produção de espécies ativas de oxigênio (EAOs). Também uma classe de enzimas antioxidantes tem sido relatada no combate às EAOs e radicais livres decorrentes do estresse oxidativo. Plantas expostas aos metais pesados apresentam alterações nas atividades dessas enzimas. Portanto o estudo dessas alterações pode fornecer dados importantes relativos aos níveis de tolerância, especificidade da resposta em diferentes espécies e níveis de poluição no ambiente. Esses dados podem ser úteis em programas de melhoramento para obtenção de plantas mais tolerantes, além de estudos relacionados a bioacumulação e fitorremediação, uma vez que plantas tolerantes podem ajudar a diminuir a quantidade de metais nos solos contaminados. Neste trabalho, foram observadas alterações na atividade da CAT em plântulas e calos e na atividade da GR em plântulas, onde ocorreu um aumento expressivo. A atividade da SOD não apresentou alterações significativas em nenhum dos tecidos analisados. Estes resultados sugerem que o mecanismo principal para a defesa no estresse por Cd foi o aumento na síntese de GSH para uma conseqüente indução de fitoquelatinas, ou ação antioxidante direta da própria GSH. E ainda que a geração de radicais superóxido não foi significativamente aumentada ou que o nível basal de SOD tenha sido suficiente para combater os radicais eventualmente gerados. Em calos é provável que o principal mecanismo antioxidante mobilizado foi a indução do aumento na atividade da CAT. / ln the last for decades there has been a great deal of concern with environmental pollution levels, due to the suported problems to human healt and decrease ( 5 a 30%) in agricultural yield. .Atmospheric pollutants such as CO AND S02, are produced by human and industrial activities. Heavy metal pollution mainly by cadmium (Cd), which is considered one of the more toxic, is generated by mining and industrial activities, and sewage sludge and phosphated fertilizers used in agriculture. The latter contains Cd in its composition and with continuous agricultural utilization an increase in the heavy metals levels in soils, plants and water sources, has been observed which may contribute for the bioaccumulation and biomagnification in the food chain. The studies with atmospheric pollutants are more advanced when compared to the studies with heavy metals, although there has been a marked increase in the studies with heavy metals in the last few years. For example, a study carried out by CENA showed that the Cd level in the Piracicaba river is about ten-fold higher than the accepted level. However, research must be intensified in order to establish specific e general responses to the metals by different crops plants as well as a maximum acceptable concentration in the soil and food. A group of peptides termed phytochelatins (PCs) has been identified and are capable of binding heavy metal ions, includind Cd, detoxifying the cells by the reduction of free ions in the cytosol. However, oxidative damage often occurs due to the generation of oxygen reative species induced by heavy metals. A class of antioxidant enzymes has been reported for the scavenging of the oxigen reative species. Plants exposed to heavy metals may exhibit alteration the enzyme activity. The study of such a response may allow to evaluate levels of tolerance, specificity of response by distinct plant species and levels of pollution in the environment. These data may be useful in breeding o\programs to select tolerant plants. Moreover, tolerant plants may be used in phytorremediation, by reducing the amount of heavy metals in the contaminated soils. In this study, it was observed alterations in CAT activity in seedlings and callus and an expressive increase in GR activity in sugar cane seedlings. SOD activity was unaltered in all tissues analysed. The results suggest that in sugar cane the main defence system to the Cd stress is possibly the synthesis of GSH to be used in the synthesis of phytochelatins.
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Resposta antioxidativa de plantas de soja ao metal pesado cádmio / not available

Ferreira, Renato Rodrigues 27 June 2000 (has links)
Entre os variados tipos de poluentes ambientais, os metais pesados estão presentes e destacam-se por sua toxicidade tanto para plantas como para animais e aos seres humanos. Dentre os metais pesados, o cádmio (Cd) é um dos que tem sua concentração aumentada no ambiente nos últimos anos. Pouca informação está disponível na literatura com referência a resposta antioxidante de plantas ao efeito deste metal. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi de investigar este aspecto em soja. Para isto, plântulas de soja foram crescidas em sistema de hidropônico contendo solução nutritiva e com diferentes concentrações de Cd (O; 0,01 e 0,5 mM) por um período de 120 h. Raízes e folhas foram analisadas para atividades de catalase, glutationa redutase e superóxido dismutase. Apesar de um efeito claro do Cd no crescimento, as atividades de catalase e superóxido dismutase não variaram significativamente em raízes e folhas nas concentrações testadas. Glutationa redutase também não mostrou variação em atividade em folhas, contudo em raízes um aumento expressivo na atividade foi observado na concentração de 0,5 mM Cd. As isoenzimas de catalase e superóxido dismutase foram caracterizadas em PAGE não-desnaturante. A coloração para atividade de superóxido dismutase revelou a existência de sete bandas em folhas e oito em raízes, correspondendo a Mn-SOD e Cu/Zn-SOD. Nenhuma isoforma do tipo FE-SOD foi observada. Para catalase, apenas uma banda comum de atividade em folha e raiz foi observada. Apesar de não ter sido observada variações significativas nas folhas, em raízes no tratamento de 0,5 mM Cd um ligeiro aumento de atividade de catalase foi observado. Estes resultados sugerem que em soja, glutationa redutase responde ao Cd em raízes, possivelmente para produzir glutationa reduzida via o ciclo Halliwell-Asada para ser utilizada na síntese de fitoquelatinas e/ou como uma resposta à geração de espécies reativas de oxigênio induzidas pelo Cd / not available
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Identificação de espécies hiperacumuladores e prospecção de genes relacionados à tolerância de plantas a cádmio / Identification of hyperaccumulator species and prospecting plant genes related to cadmium tolerance

Silva, Adriano Alves da January 2010 (has links)
Nas últimas décadas, com aumento da industrialização e o uso mais intenso de práticas agrícolas, está havendo a liberação de altas quantidades de elementos potencialmente tóxicos na biosfera, como o metal pesado cádmio (Cd), que é muito tóxico à maioria dos organismos. Uma alternativa para solucionar este problema é o uso da fitoextração, que se baseia no cultivo de plantas para recuperar áreas degradadas. Porém, atualmente, poucas espécies de plantas foram descritas como hiperacumuladoras de Cd e há pouca informação sobre os mecanismos envolvidos na tolerância das plantas dessas espécies a altos teores deste metal em seus tecidos. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar novas espécies da família Solanaceae hiperacumuladoras de cádmio e os respectivos genes relacionados à sua absorção, translocação e acúmulo em plantas. Utilizaram-se três estratégias de análise. Inicialmente foram identificadas novas espécies hiperacumuladoras de Cd. Após, realizou-se um estudo na espécie modelo Arabidopsis thaliana para identificar genes relacionados a absorção, translocação e acúmulo de Cd nas plantas e, finalmente, buscou-se a aplicação dos conhecimentos obtidos em A.thaliana em duas espécies identificadas neste trabalho como hiperacumuladoras de Cd. Foram identificadas e caracterizadas duas espécies hiperacumuladoras de plantas, Solanum americanum e Solanum lycopersicum (tomate), cultivares Micro-Tom e Gaúcho. Os resultados obtidos evidenciaram que os genes HMA2 e HMA3 de A. thaliana estão relacionados ao processo de acúmulo de Cd na parte aérea da planta. Nesse estudo, foram identificados genes ortólogos aos genes HMA2 e HMA3 de A. thaliana em tomate, cv. Micro-Tom. A análise dos genes HMA2 e HMA3 indica alteração de suas expressões quando as plantas são expostas a Cd, sugerindo a participação desses genes em algum mecanismo de tolerância do tomate a esse metal pesado. Estudos de análise funcional dos genes identificados (HMA2 e HMA3) em tomate, cv. Micro- Tom, será importante para comprovar a importância desses dois genes nos processos de detoxificação e acúmulo de Cd nos tecidos das plantas. / In recent decades, with increasing industrialization and more intensive management of agricultural practices, the release of large quantities of potentially toxic elements in the biosphere has also increased, such as the heavy metal cadmium (Cd), which is extremely toxic element to most organisms. An alternative to solve this problem is phytoextraction, which is based on the use of plants to recover degraded areas. But so far, few plant species have been described as a Cd hyperaccumulator and there is little information about the mechanisms that allow these plants to tolerate high levels of this methal in their tissues. The aim of this study was to identify and characterize new species of Solanaceae Cd hyperaccumulators species and the genes related with Cd absorption, translocation and accumulation in these plants. Three strategies were used. First, Cd hyperaccumulators species were identified. Then, a study in the model specie Arabidopsis thaliana was performed to indentify genes related to Cd absorption, translocation and accumulation and, finally, we tried to apply the knowledge obtained in A. thaliana to two species described here as Cd hyperaccumulators. Two new Cd hyperaccumulator plant species were identified and characterized, Solanum americanum and Solanum lycopersicum (tomato), cultivar Micro-Tom and Gaucho. In this study, the A. thaliana genes HMA2 and HMA3 were related to the process of shoot Cd accumulation. From this result, we identified orthologous genes in tomato cv. Micro-Tom to the A. thaliana genes HMA2 and HMA3. The analysis of these genes indicates change in their expressions patterns when plants are exposed to cadmium, suggesting their participation in some mechanism of tolerance of this species to heavy metal. Functional analysis studies of identified genes (HMA2 and HMA3) in tomato cv. Micro-Tom will be important to demonstrate the importance of these two genes in the process of detoxification and accumulation of Cd in tissues.
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Avaliação dos teores de cádmio e chumbo em pescado proveniente de São Francisco do Conde, Bahia

Santos, Luís Fernandes Pereira 20 May 2013 (has links)
Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandar@gmail.com) on 2013-05-14T19:01:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nut_ Luís Santos.pdf: 1283687 bytes, checksum: 1ad640c49969fe8dcc8c5ee0218e4d1c (MD5) / Approved for entry into archive by Flávia Ferreira(flaviaccf@yahoo.com.br) on 2013-05-21T02:43:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nut_ Luís Santos.pdf: 1283687 bytes, checksum: 1ad640c49969fe8dcc8c5ee0218e4d1c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-21T02:43:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nut_ Luís Santos.pdf: 1283687 bytes, checksum: 1ad640c49969fe8dcc8c5ee0218e4d1c (MD5) / FAPESB / No município baiano de São Francisco do Conde, peixes e mariscos representam a principal fonte de renda da população. Porém, há algumas décadas, vêm ocorrendo contaminações ambientais que prejudicam a disponibilidade das espécies marinhas e comprometem a saúde humana. A maioria dessas contaminações tem origem em atividades industriais que utilizam principalmente dois elementos-traço: o cádmio e o chumbo. Esses metais possuem elevado potencial tóxico, causando, além de doenças graves, modificações em células e enzimas importantes no organismo humano. Utilizando-se o método de Espectrometria de Absorção Atômica em Forno Grafite (GFAAS), foi possível a determinação dos teores de cádmio e chumbo em quatro espécies de pescado (robalo, tainha, sururu e camarão) mais consumidas pela população, totalizando 46 amostras. Em relação ao cádmio, a única espécie que ultrapassou o limite desse metal estabelecido pela Anvisa (BRASIL/1998), que é de 1,0 μg g-1 foi o sururu (Mytela guyanensis), com teor máximo de 1,1 μg g-1. As outras três espécies atingiram, no máximo, 0,12 μg g-1, que foi o caso da tainha (Mugil brasiliensis). Na detecção do chumbo, foram encontrados índices acima do limite estabelecido pela Anvisa (BRASIL/1998) para produtos de pesca, definido em 2,0 μg g-1. Foi o que ocorreu principalmente em amostras de sururu (Mytela guyanensis), variando numa faixa de 0,28 a 5, 4 μg g-1, e amostras de camarão (Penaeus brasiliensis), variando de 0,19 a 3,4 μg g-1. Amostras de tainha (Mugil brasiliensis) e robalo (Centropomus undecimalis) atingiram baixos teores de chumbo, respectivamente, de 0,10 a 0,81 μg g-1 e de 0,14 a 1,5 μg g-1. As análises de ambos os metais evidenciam que, entre as espécies estudadas, a tendência à acumulação de elementos-traço nos mariscos foi muito maior que nos peixes. / Salvador
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Fotoeletrodeposição de telureto de Cádmio sobre silício / Photoelectrodeposition of Cadmium telluride on silicon

Cardoso, Wilder Rodrigues 21 March 2016 (has links)
Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-13T18:47:03Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2479982 bytes, checksum: 2f131c1a693ff175352de29d2becc0b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T18:47:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2479982 bytes, checksum: 2f131c1a693ff175352de29d2becc0b1 (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este foi o primeiro trabalho feito no Departamento de Física da Universidade Federal de Viçosa sobre fotoeletrodeposição e nele descrevemos este processo aplicado à deposição localizada de telureto de cádmio sobre silício tipo-p com orientação cristalográfica (111). Essa técnica se mostrou prática, barata e de resultados imediatos. A construção de uma microcélula adequada ao processo e toda a metodologia requerida pela técnica também são abordadas. A fotoeletrodeposição permite criar microdepósitos localizados, uma vez que o tipo de substrato utilizado é ativado localmente mediante a incidência de luz focalizada. As dimensões do depósito são funções de parâmetros tanto do laser (potência, comprimento de onda, entre outras), quanto do substrato (resistividade, concentração de defeitos da rede, entre outras). As amostras fotoeletrodepositas foram caracterizadas com perfilometria óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises de perfilometria mostraram que o diâmetro dos depósitos tende a aumentar com o aumento da potência, mas pouco são influenciados pelo tempo de exposição. Para cada laser, a polarização circular apresentou efeitos distintos, gerando depósitos com maiores diâmetros para o laser vermelho e não gerando depósitos para alguns valores de potência do laser verde. Quanto à espessura, os filmes gerados com o laser vermelho apresentaram maior espessura do que os produzidos com o laser verde, uma vez que o poder de penetração da luz vermelha é maior. A microscopia eletrônica de varredura revelou informações sobre o tamanho dos aglomerados e sobre a concentração dos mesmos nas regiões depositadas. Tanto o tamanho dos aglomerados quanto suas concentrações aumentam à medida que o tempo de exposição ao laser aumenta. O tamanho dos aglomerados também sofre influências da intensidade do laser para uma mesma potência, se mostrando maiores nos centros dos depósitos do que nas regiões mais periféricas. O comprimento de onda e a potência do laser incidente não apresentaram efeitos significativos nas análises realizadas por esta técnica. ii / This was the first work done in the Physics Department of the Federal University of Viçosa and it described the process applied to the deposition of cadmium telluride on p-type silicon (111). This technique has shown itself to be practical, inexpensive and of immediate results. The construction from an adequate microcell to the process and all the required methodology by such technique are also shown. The controlled photoelectrondeposition allows the creation of localized microdeposits, since the type of substrate used is activated locally by focalized light incidence. The dimensions of the deposit are functions of the laser parameters (potency, wave length, among others), as much the substrate parameters (resistivity, concentration of lattice defects, among others). The photoelectrodeposited samples were characterized by optical perfilometry and scanning electron microscope (SEM). The perfilometry analyses have shown that the diameter of the depositions tend to increase with the magnification of the potency, not suffering much influence from exposition time, however. For each laser, the circular polarization showed different effects, generating deposits with larger diameters for the red laser and not generating deposits for some values of power green laser. As the thickness, the films generated from the red laser had greater thickness than those produced with the green laser, since the power of penetration of red light is greater. The SEM has revealed information regarding the size and the concentration of the agglomerates on deposited regions. Both the size of the agglomerates and their concentrations increase as the laser exposure time increases. The size of the agglomerates also suffer influence from the laser intensity, showing itself higher on the center of the deposits than on peripheral regions. The wave length and the incident laser potency do not show significant effects in the analyzes performed by this technique. iii
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Avaliação da contaminação de solo com cádmio e níquel provenientes de baterias Ni-Cd

Martinelli, Armando Cozer 08 August 2013 (has links)
Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6725_Armando Cozer Martinelli20131120-82738.pdf: 1711707 bytes, checksum: ea44bd4fc82afb72598ca9a1421ae091 (MD5) Previous issue date: 2013-08-08 / CAPES / A disposição inadequada de baterias nos lixões pode comprometer a qualidade dos ecossistemas. O problema central associado à contaminação dos solos por metais se deve a existências de formas biodisponíveis desses elementos a plantas e animais. Neste contexto, no presente trabalho, avaliou-se a contaminação do solo com cádmio e níquel provenientes de baterias Ni-Cd. Durante dois anos foram realizados ensaios de lixiviação em duas colunas de solos: em uma foi adicionado sais solúveis de cádmio e níquel (coluna A) enquanto que na outra foi adcionada uma bateria Ni-Cd (coluna B). A amostra de solo, coletada na região da Grande Vitória ES, foi desagregada manualmente, seca ao ar e passada em peneira de 2mm de malha (TFSA). A caracterização do solo por difração de raios X (DRX), espectroscopia de Mössbauer e análise granulométrica permitiu classificar o solo como argiloso. Após os ensaios de lixiviação no solo, foi observado, na coluna A, uma fraca adsorção do cádmio e uma maior concentração do níquel, fato que pode ser creditado ao seu raio menor e a sua maior eletronegatividade características importantes que permitem a ocorrência de uma adsorção mais forte, mais resistente à lixiviação. Nas condições do experimento, o cádmio e níquel mostraram potencial para contaminar mananciais e afetar os ciclos naturais do solo. Na análise de solo contaminado com baterias, observou-se uma retenção favorecida e mais extensa para o cádmio do que a retenção de níquel. Provavelmente, o cádmio não foi unicamente retido devido à adsorção pelo solo, mas também devido à precipitação de seus compostos poucos solúveis nos poros do solo, e, certamente, o tempo não foi suficiente para ter ocorrido a completa degradação e lixiviação de todos os componentes da bateria através da coluna de solo. Observou-se também que a eliminação de baterias do tipo Ni-Cd diretamente no solo, tende a aumentar a concentração de níquel (349 mg kg-1) e cádmio (2890 mg kg-1), por vezes excedendo os valores de intervenção para o solo determinada pela Resolução CONAMA 420/09.
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Determinação de cádmio e cromo em amostras lipídicas por espectrometria de obsorção atômica de alta resolução com fonte contínua e atomização em forno de grafite

Silva, Mauana Schneider da January 2016 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340438.pdf: 853567 bytes, checksum: 3d9bac67d304ff6231a4b50fb4febf7a (MD5) Previous issue date: 2016 / O presente trabalho trata sobre um método simples para a determinação de cádmio e cromo em amostras de óleo de peixe por espectrometria de absorção atômica de alta resolução e fonte continua em forno de grafite. As amostras foram preparadas pela diluição em 1-propanol. Foram utilizados tubos de grafite recobertos de platina e adição de paládio como modificador químico para a determinação de cádmio enquanto para a determinação de cromo não foi utilizado modificador químico permanente ou em solução. A exatidão do método foi avaliada pela comparação entre os resultados obtidos por digestão assistida em micro-ondas, apresentando resultados concordantes com este método alternativo de preparo de amostra. Além de amostras de óleo de peixe, foram quantificadas as concentrações de cádmio e cromo em outras matrizes lipídicas como manteiga de leite e manteiga de cacau. Para cádmio, os limites de detecção e quantificação foram de 0,5 pg e 1,5 pg, respectivamente, a faixa de trabalho foi de 1,5 a 330 pg de cádmio com um coeficiente linear de 0,998. Para cromo, os limites de detecção e quantificação para o método proposto foram de 7 pg e 23 pg, respectivamente; a faixa linear foi de 23 a 1080 pg de cromo, com um coeficiente linear de 0,999.<br> / Abstract: This work presents a simple method to determine cadmium and chromium in fish oil samples in graphite furnace by high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry. The samples were prepared by dilution with 1-propanol. For cadmium determination a platinum coated graphite tube and palladium as chemical modifier were used. For chromium determination, no chemical permanent modifier or in solution was employed. The method was evaluated by the comparison with microwave-assisted digested samples, showing a good agreement with this alternative sample preparation. In addition, the concentrations of cadmium and chromium in butter and cocoa butter were measured. For cadmium, the limits of detection and quantification for the developed method were 0.5 pg and 1.5 pg respectively, the working range was 1.5 to 330 pg cadmium with a linear coefficient of 0.998. For chromium, the limits of detection and quantification for the developed method were 7 pg and 23 pg respectively, the working range was 23 to 1080 pg chromium with a linear coefficient of 0.999.
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Identificação de espécies hiperacumuladores e prospecção de genes relacionados à tolerância de plantas a cádmio / Identification of hyperaccumulator species and prospecting plant genes related to cadmium tolerance

Silva, Adriano Alves da January 2010 (has links)
Nas últimas décadas, com aumento da industrialização e o uso mais intenso de práticas agrícolas, está havendo a liberação de altas quantidades de elementos potencialmente tóxicos na biosfera, como o metal pesado cádmio (Cd), que é muito tóxico à maioria dos organismos. Uma alternativa para solucionar este problema é o uso da fitoextração, que se baseia no cultivo de plantas para recuperar áreas degradadas. Porém, atualmente, poucas espécies de plantas foram descritas como hiperacumuladoras de Cd e há pouca informação sobre os mecanismos envolvidos na tolerância das plantas dessas espécies a altos teores deste metal em seus tecidos. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar novas espécies da família Solanaceae hiperacumuladoras de cádmio e os respectivos genes relacionados à sua absorção, translocação e acúmulo em plantas. Utilizaram-se três estratégias de análise. Inicialmente foram identificadas novas espécies hiperacumuladoras de Cd. Após, realizou-se um estudo na espécie modelo Arabidopsis thaliana para identificar genes relacionados a absorção, translocação e acúmulo de Cd nas plantas e, finalmente, buscou-se a aplicação dos conhecimentos obtidos em A.thaliana em duas espécies identificadas neste trabalho como hiperacumuladoras de Cd. Foram identificadas e caracterizadas duas espécies hiperacumuladoras de plantas, Solanum americanum e Solanum lycopersicum (tomate), cultivares Micro-Tom e Gaúcho. Os resultados obtidos evidenciaram que os genes HMA2 e HMA3 de A. thaliana estão relacionados ao processo de acúmulo de Cd na parte aérea da planta. Nesse estudo, foram identificados genes ortólogos aos genes HMA2 e HMA3 de A. thaliana em tomate, cv. Micro-Tom. A análise dos genes HMA2 e HMA3 indica alteração de suas expressões quando as plantas são expostas a Cd, sugerindo a participação desses genes em algum mecanismo de tolerância do tomate a esse metal pesado. Estudos de análise funcional dos genes identificados (HMA2 e HMA3) em tomate, cv. Micro- Tom, será importante para comprovar a importância desses dois genes nos processos de detoxificação e acúmulo de Cd nos tecidos das plantas. / In recent decades, with increasing industrialization and more intensive management of agricultural practices, the release of large quantities of potentially toxic elements in the biosphere has also increased, such as the heavy metal cadmium (Cd), which is extremely toxic element to most organisms. An alternative to solve this problem is phytoextraction, which is based on the use of plants to recover degraded areas. But so far, few plant species have been described as a Cd hyperaccumulator and there is little information about the mechanisms that allow these plants to tolerate high levels of this methal in their tissues. The aim of this study was to identify and characterize new species of Solanaceae Cd hyperaccumulators species and the genes related with Cd absorption, translocation and accumulation in these plants. Three strategies were used. First, Cd hyperaccumulators species were identified. Then, a study in the model specie Arabidopsis thaliana was performed to indentify genes related to Cd absorption, translocation and accumulation and, finally, we tried to apply the knowledge obtained in A. thaliana to two species described here as Cd hyperaccumulators. Two new Cd hyperaccumulator plant species were identified and characterized, Solanum americanum and Solanum lycopersicum (tomato), cultivar Micro-Tom and Gaucho. In this study, the A. thaliana genes HMA2 and HMA3 were related to the process of shoot Cd accumulation. From this result, we identified orthologous genes in tomato cv. Micro-Tom to the A. thaliana genes HMA2 and HMA3. The analysis of these genes indicates change in their expressions patterns when plants are exposed to cadmium, suggesting their participation in some mechanism of tolerance of this species to heavy metal. Functional analysis studies of identified genes (HMA2 and HMA3) in tomato cv. Micro-Tom will be important to demonstrate the importance of these two genes in the process of detoxification and accumulation of Cd in tissues.
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Identificação de espécies hiperacumuladores e prospecção de genes relacionados à tolerância de plantas a cádmio / Identification of hyperaccumulator species and prospecting plant genes related to cadmium tolerance

Silva, Adriano Alves da January 2010 (has links)
Nas últimas décadas, com aumento da industrialização e o uso mais intenso de práticas agrícolas, está havendo a liberação de altas quantidades de elementos potencialmente tóxicos na biosfera, como o metal pesado cádmio (Cd), que é muito tóxico à maioria dos organismos. Uma alternativa para solucionar este problema é o uso da fitoextração, que se baseia no cultivo de plantas para recuperar áreas degradadas. Porém, atualmente, poucas espécies de plantas foram descritas como hiperacumuladoras de Cd e há pouca informação sobre os mecanismos envolvidos na tolerância das plantas dessas espécies a altos teores deste metal em seus tecidos. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar novas espécies da família Solanaceae hiperacumuladoras de cádmio e os respectivos genes relacionados à sua absorção, translocação e acúmulo em plantas. Utilizaram-se três estratégias de análise. Inicialmente foram identificadas novas espécies hiperacumuladoras de Cd. Após, realizou-se um estudo na espécie modelo Arabidopsis thaliana para identificar genes relacionados a absorção, translocação e acúmulo de Cd nas plantas e, finalmente, buscou-se a aplicação dos conhecimentos obtidos em A.thaliana em duas espécies identificadas neste trabalho como hiperacumuladoras de Cd. Foram identificadas e caracterizadas duas espécies hiperacumuladoras de plantas, Solanum americanum e Solanum lycopersicum (tomate), cultivares Micro-Tom e Gaúcho. Os resultados obtidos evidenciaram que os genes HMA2 e HMA3 de A. thaliana estão relacionados ao processo de acúmulo de Cd na parte aérea da planta. Nesse estudo, foram identificados genes ortólogos aos genes HMA2 e HMA3 de A. thaliana em tomate, cv. Micro-Tom. A análise dos genes HMA2 e HMA3 indica alteração de suas expressões quando as plantas são expostas a Cd, sugerindo a participação desses genes em algum mecanismo de tolerância do tomate a esse metal pesado. Estudos de análise funcional dos genes identificados (HMA2 e HMA3) em tomate, cv. Micro- Tom, será importante para comprovar a importância desses dois genes nos processos de detoxificação e acúmulo de Cd nos tecidos das plantas. / In recent decades, with increasing industrialization and more intensive management of agricultural practices, the release of large quantities of potentially toxic elements in the biosphere has also increased, such as the heavy metal cadmium (Cd), which is extremely toxic element to most organisms. An alternative to solve this problem is phytoextraction, which is based on the use of plants to recover degraded areas. But so far, few plant species have been described as a Cd hyperaccumulator and there is little information about the mechanisms that allow these plants to tolerate high levels of this methal in their tissues. The aim of this study was to identify and characterize new species of Solanaceae Cd hyperaccumulators species and the genes related with Cd absorption, translocation and accumulation in these plants. Three strategies were used. First, Cd hyperaccumulators species were identified. Then, a study in the model specie Arabidopsis thaliana was performed to indentify genes related to Cd absorption, translocation and accumulation and, finally, we tried to apply the knowledge obtained in A. thaliana to two species described here as Cd hyperaccumulators. Two new Cd hyperaccumulator plant species were identified and characterized, Solanum americanum and Solanum lycopersicum (tomato), cultivar Micro-Tom and Gaucho. In this study, the A. thaliana genes HMA2 and HMA3 were related to the process of shoot Cd accumulation. From this result, we identified orthologous genes in tomato cv. Micro-Tom to the A. thaliana genes HMA2 and HMA3. The analysis of these genes indicates change in their expressions patterns when plants are exposed to cadmium, suggesting their participation in some mechanism of tolerance of this species to heavy metal. Functional analysis studies of identified genes (HMA2 and HMA3) in tomato cv. Micro-Tom will be important to demonstrate the importance of these two genes in the process of detoxification and accumulation of Cd in tissues.
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Silício na amenização da fitotoxicidade de cádmio e arsênio avaliada por fluorescência da clorofila

SILVA, Airon José da 26 July 2013 (has links)
Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-07-05T13:38:41Z No. of bitstreams: 1 Airon Jose da Silva.pdf: 1070259 bytes, checksum: 795e63342da3f541b4a2f4bf64bf6278 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T13:38:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Airon Jose da Silva.pdf: 1070259 bytes, checksum: 795e63342da3f541b4a2f4bf64bf6278 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Cadmium and arsenic are elements that are commonly associated with contamination and / or environmental pollution, besides offering risk to human health. Silicon has excelled in alleviating stress caused by toxic elements in plants. The technical analysis of phytotoxicity by chlorophyll fluorescence is a tool that has proven to be very promising in monitoring and detection of stress. The aim of this study was to investigate the effects of silicon in alleviating the stress caused by cadmium and arsenic in maize plants grown in nutrient solution and evaluate the potential of emission spectral parameters and the ratio Fr/FFr, besides determining the toxic dose of cadmium and arsenic in maize plants grown in nutrient solution. For that were mounted four experiments in nutrient solution with increasing doses of cadmium and arsenic, and nutrient solution contaminated with toxic doses of cadmium (30 mmol L-1) and arsenic (68 mmol L-1) and six increasing doses of Si ( 0; 0,25; 0,5; 1; 1;5 and 2 mmol L-1), were evaluated for the production of dry matter levels of cadmium, arsenic, silicon and photosynthetic pigments. Chlorophyll fluorescence measurements were made during the cultivation. Silicon promotes positive effects in alleviating the stress caused by cadmium and arsenic in maize plants as evidenced by the increase of photosynthetic pigments, and the reduction in the translocation of this element to the shoot, each cadmium and arsenic, respectively. The application of silicon resulted in higher levels of As in plant tissue and its use in studies of techniques for phytoremediation of contaminated soils may be promising. The analysis of chlorophyll fluorescence proved to be a sensitive tool to detect early toxicity caused by cadmium and arsenic in maize plants and can also be used successfully in the study of the effects amenizantes silicon in plant protection, the ratio Fr/FFr recommended in the variable identifying temporal changes in plants. / Cádmio e arsênio são elementos que estão comumente associados à contaminação e/ou poluição ambiental, além de oferecer risco à saúde humana. O silício tem se destacado na amenização de estresse causado por elementos tóxicos em plantas. A técnica de análise da fitotoxidez por fluorescência da clorofila é um ferramenta que tem demonstrado ser bastante promissora no monitoramento e na detecção de estresse. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos do silício na amenização do estresse causado por cádmio e arsênio em plantas de milho cultivadas em solução nutritiva e avaliar o potencial dos parâmetros de emissão espectral e da razão Fr/FFr, além da determinação da dose tóxica de cádmio e arsênio em plantas de milho cultivadas em solução nutritiva. Para isso foram montados quatro experimentos em solução nutritiva com doses crescentes de cádmio e arsênio, e em solução nutritiva contaminada com doses tóxicas de cádmio (30 μmol L-1) e arsênio (68 μmol L-1) e seis doses crescentes de Si (0; 0,25; 0,5; 1; 1,5 e 2 mmol L-1), sendo avaliados a produção de matéria seca, teores de cádmio, arsénio, silício e pigmentos fotossintéticos. Medidas de fluorescência da clorofila foram tomadas ao longo do cultivo. O silício promove efeitos positivos na amenização do estresse causado por cádmio e arsênio em plantas de milho, comprovado pelo incremento de pigmentos fotossintéticos, e pela redução na translocação deste elemento para a parte aérea das plantas, cada cádmio e arsênio, respectivamente. A aplicação de silício proporcionou maiores teores de As no tecido vegetal e a sua utilização em estudos de técnicas de fitorremediação de solos contaminados pode ser promissora. A análise de fluorescência da clorofila demonstrou ser uma ferramenta sensível na detecção precoce da toxidez causada por cádmio e arsênio em plantas de milho e pode ser empregada também com sucesso no estudo dos efeitos amenizantes do silício na proteção de plantas, sendo a razão Fr/FFr a variável recomendada na identificação de alterações temporais em plantas.

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