Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-08T15:09:54Z No. of bitstreams: 1 PGCS17MA166.pdf: 1249830 bytes, checksum: 6c48881202eb7cc621f8539478219d4e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-08T15:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS17MA166.pdf: 1249830 bytes, checksum: 6c48881202eb7cc621f8539478219d4e (MD5) Previous issue date: 2017-07-13 / FUMDES / The yerba mate (Ilex paraguarienses St. Hil.) originates from the subtropical and temperate regions of South America, occurring naturally in Argentina, Brazil and Paraguay. In these regions the consumption of the plant occurs in the form of hot infusion, which is very common. Some studies have been developed seeking to establish the main benefits and side effects of the consumption of this drink, which may be related to the presence of toxic elements, among them lead. Therefore, the objective of this work was to evaluate the capacity of lead accumulation (Pb) by yerba mate. The experiment was carried out in a greenhouse at the Department of Soils and Natural Resources (CAV-UDESC) in the year of 2016. Seed-propagated seedlings were used and the soil used was a “Cambissolo Háplico Distrófico Típico”. The design was completely randomized with 5 replicates and the Pb doses were 0, 5, 10, 20, 30, 40 and 50 mg kg-1. The dry and fresh weight of shoot and root, plant height, green leaf intensity values of the plants, denominated SPAD index (Soil Plant Analysis Development), were evaluated. The concentration of lead in root, shoot and infusion was evaluated. The fresh mass weight of both shoot and root differed between the control and treatments with presence of the metal. SPAD index differed between the thirds of the plant. The yerba mate showed a capacity of Pb accumulation for both shoot and root. However, the Pb infusion levels were below of the limit of instrumental detection / A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) é originária das regiões subtropicais e temperadas da América do Sul, ocorrendo naturalmente na Argentina, Brasil e Paraguai. Nestas regiões o consumo da planta se da na forma de infusão a quente, que é muito comum. Alguns estudos têm sido desenvolvidos buscando estabelecer os principais benefícios e os efeitos colaterais do consumo desta bebida, que pode estar relacionado a presença de elementos tóxicos, dentre eles o chumbo. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de acúmulo de chumbo (Pb) pela erva mate. O experimento foi conduzido em casa de vegetação no departamento de Solos e Recursos Naturais (CAV-UDESC) no ano de 2016. Foram utilizadas mudas propagadas por sementes e o solo utilizado foi um Cambissolo Háplico Distrófico Típico. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado com 5 repetições e as doses de Pb foram 0, 5, 10, 20, 30, 40 e 50 mg kg-1. Foram avaliados peso seco e fresco da parte aérea e raiz, altura de planta, valores de intensidade do verde das folhas das plantas denominado como índice SPAD (Soil Plant Analysis Development). Foi avaliado também a concentração de chumbo na raiz, parte aérea e infusão. O peso de massa fresca tanto da parte aérea quanto da raiz diferiu entre a testemunha e os tratamentos com presença do metal. Índice SPAD diferiu entre os terços da planta. A erva-mate demonstrou capacidade de acúmulo de Pb tanto para parte aérea quanto na raiz. Entretanto, os teores de Pb em infusão ficaram abaixo do limite de detecção instrumental

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Silicon (Si) and aluminum (Al) are among the three most abundant elements in the earth's crust. The Si does not meet the requirements of an essential element for plant growth, but the beneficial effects of this element in the growth, development, yield and resistance to disease has been observed in a wide variety of plant species, while Al is recognized as being highly cytotoxic to plants and animals. There are evidences that the silicic acid aqueous interacts with Al thereby reducing its bioavailability (and so toxicity) and at the same time increases the availability of phosphorus essential element. So, the objectives of this study were to analyze the possible beneficial effect of Si, analyze the interactions between Si and Al on physiological and biochemical parameters and the possible Si potential to mitigate the toxic effects of Al in potato genotypes (Solanum tuberosum L. ssp . tuberosum) differing in Al tolerance. In the experiment to investigate the beneficial effect of Si, which defined through growth parameters, two concentrations of Si and two genotypes, four potato genotypes plants differing in Al tolerance: SMIJ319-7 and Dakota Rose (Al sensitive ), SMIF212-3 (Al tolerant) and SMINIA793101-3 (with intermediate Al tolerance), propagated in plastic cups, were grown in a nutrient solution (pH 4.5 ± 0.1) exposed to four silicon doses: 0; 0.5; 2.5; and 5.0 mM (NaSiO3). Seven days after the start of the exposure to the treatment, the plants were collected and the leaf area was determined, the number of leaves and stolons, the shoot length and fresh and dry biomass of roots and shoots. The dosage of 0.5 mM Si showed the greatest benefits to the growth of potato plants, while larger doses than 2.5 mM promoted a reduction in these parameters. Furthermore, the more responsive genotypes were SMIJ319-7 Si (Al sensitive) and SMIF212-3 (Al tolerant). For the experiments of interaction between Si and Al, potato plants of SMIJ319-7 genotypes (Al sensitive) and SIMF212-3 (Al tolerant ) were grown for fourteen days in nutrient solution (without phosphorus and pH 4.5 ± 0 , 1) exposed to combinations of two doses of Al (0 and 50 mg L-1 (AlCl3)) and three doses of Si (0, 0.5 and 1.0 mM (Na2SiO3)). After this period, leaves and roots of plants of both genotypes were collected to determine the Al concentration in the tissues, growth parameters, enzyme activity (superoxide dismutase (SOD) and guaiacol peroxidase (POD)) and lipid peroxidation. Roots of both genotypes accumulated more Al than shoot, and the Al tolerant genotype accumulated more Al than the sensitive in the roots as well as shoot. Furthermore, the presence of 0.5 mM of Si in the growth medium together with Al reduced the Al concentration in the Al tolerant roots. The exposure to Al resulted in a reduction in the length, number of root tips, surface area, the volume and number of root branches, number of leaves and leaf area of both potato genotypes, and Si alleviated the toxic effects of Al in both potato genotypes only in the number of roots and number of leaf branches parameters. In addition, the Si had a beneficial effect on the parameters number of leaves, leaf area, number of stolons in both genotypes. For biochemical parameters, there was increased activity of antioxidant enzymes and less accumulation of MDA when the plants were exposed to Si under stress of Al. From these results it is clear that the Si may be able to alleviate the toxic effects of Al due to the induction of antioxidant enzymes. So the Si has the potential to mitigate the toxic effects of Al through interactions with this metal in the plant. / O silício (Si) e o alumínio (Al) estão entre os três elementos mais abundantes na crosta terrestre. O Si não atende os requisitos de um elemento essencial para o crescimento das plantas, mas os efeitos benéficos deste elemento no crescimento, desenvolvimento, produtividade e resistência à doenças tem sido observados em uma ampla variedade de espécies de plantas, enquanto o Al é reconhecido como sendo altamente citotóxico aos vegetais e animais. Existem evidências de que o ácido silícico interage com Al aquoso reduzindo assim a sua biodisponibilidade (e assim a toxicidade) e, ao mesmo tempo, aumenta a disponibilidade do elemento essencial fósforo. Assim, os objetivos deste trabalho foram analisar o possível efeito benéfico do Si, analisar as interações entre Si e Al sobre parâmetros fisiológicos e bioquímicos e o possível potencial do Si em amenizar os efeitos tóxicos do Al em genótipos de batata (Solanum tuberosum L. ssp. tuberosum) diferindo na tolerância ao Al. No experimento para investigar o efeito benéfico do Si, o qual definiu, através de parâmetros de crescimento, duas concentrações de Si e dois genótipos, plantas de quatro genótipos de batata diferindo na tolerância ao Al: SMIJ319-7 e Dakota Rose (sensíveis ao Al), SMIF212-3 (tolerante ao Al) e SMINIA793101-3 (com tolerância intermediária ao Al), propagados em copos plásticos, foram cultivadas em uma solução nutritiva (pH 4,5±0,1) expostas a quatro doses de Si: 0; 0,5; 2,5; e 5,0 mM (NaSiO3). Aos sete dias após o início da exposição aos tratamentos, as plantas foram coletadas e foi determinada a área foliar, o número de folhas e de estolões, o comprimento da parte aérea e a biomassa fresca e seca de raízes e da parte aérea. A dose de 0,5 mM de Si foi a que apresentou maiores benefícios ao crescimento das plantas de batata, enquanto doses maiores que 2,5 mM promoveram redução nesses parâmetros. Além disso, os genótipos mais responsivos ao Si foram o SMIJ319-7 (sensível ao Al) e SMIF212-3 (tolerante ao Al). Para os experimentos de interação entre Si e Al, plantas de batata dos genótipos SMIJ319-7 (sensível ao Al) e SIMF212-3 (tolerante ao Al) foram cultivadas por quatorze dias em solução nutritiva (sem fósforo e pH 4,5±0,1) expostas a combinações de duas doses de Al (0 e 50 mg L-1 (AlCl3)) e três doses de Si (0; 0,5 e 1,0 mM (Na2SiO3)). Após este período, folhas e raízes de plantas dos dois genótipos foram coletadas para determinação do conteúdo de Al nos tecidos, parâmetros de crescimento, atividade enzimática (superóxido dismutase (SOD) e guaiacol peroxidase (POD)) e peroxidação lipídica. Raízes de plantas de batata de ambos os genótipos acumularam mais Al que a parte aérea, sendo que o genótipo tolerante ao Al acumulou mais Al que o sensível, tanto nas raízes como na parte aérea. Além disso, a presença de 0,5 mM de Si no meio de crescimento juntamente com Al reduziu o conteúdo de Al nas raízes no genótipo tolerante ao Al. O Al ocasionou uma redução no comprimento, número de pontas de raízes, área de superfície, volume e número de ramificações de raízes, número de folhas e área foliar de ambos os genótipos de batata, e o Si amenizou os efeitos tóxicos do Al em ambos os genótipos de batata somente para os parâmetros número de ramificações de raízes e número de folhas. Além disso, o Si apresentou efeito benéfico para os parâmetros número de folhas, área foliar e número de estolões em ambos os genótipos. Para os parâmetros bioquímicos, houve maior atividade das enzimas antioxidantes e menor acúmulo de MDA quando as plantas foram expostas ao Si sob estresse de Al. A partir desses resultados fica claro que o Si pode ser capaz de amenizar os efeitos tóxicos do Al devido a possível indução de enzimas antioxidantes. Portanto o Si possui o potencial de amenizar os efeitos tóxicos do Al através de interações com este metal na planta.