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Previous issue date: 2011-02-18 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Nitric oxide effect on attenuating the stress triggered by arsenic (As) was evaluated in Pistia stratiotes, being the nitric oxide supplied in the form of sodium nitroprusiate (SNP). The plants were cultivated in nutrient solution, pH 6.5, ½ ion force and exposed to four treatments: control (nutrient solution) SNP (0.1 mg L-1); As (1.5 mg L-1); As + SNP (1.5 and 0.1 mg L-1, respectively). The plants remained in this condition for seven days to the analysis of growth and, As and mineral nutrients uptake and for 24 hours, to the analysis of metabolic changes. The As
uptake kinetic was analyzed using six concentrations of this pollutant, in which the plants remained for two hours: 0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0 and 1.5 mg L-1. The parameters of As uptake kinetic in P. stratiotes indicate that this metalloid uptake occurs by the high affinity transporters. The absorbed As was accumulated in the vegetal tissues, mainly in the roots, which gave to P.
stratiotes a low translocation factor and a status of probably hyperaccumulator, a characteristic that was not affected by SNP presence. The As accumulation triggered many damages, as the increment of reactive oxygen species (superoxide anion and hydrogen peroxide) and lipid
peroxidation. These damages were reversed by SNP, which apparently acted directly as antioxidant and as a signalizing molecule, stimulating enzymatic (catalase, peroxidase and ascorbate peroxidase) and non-enzymatic (stimulating the ascorbato-glutathione cycle)
antioxidant responses, which reflected in an increase in total antioxidant capacity. As a consequence, As tolerance index increased in the presence of SNP. The photosynthetic
parameters were also affected, with the reduction in the chloroplastic pigments concentration in presence of As, except carotenoids that showed an increase in their concentration. The SNP presence restored pigments concentrantion to the normal levels. The maximum photochemical efficiency of PSII and the quantum yield of electron transport were also negatively affected by As, while the non-photechemical quenching (NPQ) presented significant increment. Carbon assimilation (A) decreased significantly in As presence whereas gs did not alter and the Ci/Ca rate increased, indicating biochemical limitations. The ΦFSII/ ΦCO2 rate was higher in plants
exposed to As. For the mineral nutrients concentration, As exposition decreased iron, magnesium, manganese and phosphorus concentration, but did not alter calcium concentration. Of these nutrients, only phosphorus concentration did not show similar values than control when
As was supplied in combination to SNP. Therefore, nitric oxide, supplied in the form of SNP, was efficient on attenuating damages triggered by As, acting as a direct antioxidant and as a signalizing molecule. / O efeito do óxido nítrico na atenuação do estresse desencadeado pelo arsênio (As) foi avaliado em Pistia stratiotes, sendo o óxido nítrico suprido na forma de nitroprussiato sódico (SNP). As plantas, cultivadas em solução nutritiva, pH 6,5, ½ da força iônica, foram expostas a
quatro tratamentos: controle (apenas solução nutritiva); SNP (0,1 mg L-1); As (1,5 mg L-1); As + SNP (1,5 e 0,1 mg L-1, respectivamente). As plantas permaneceram nessas condições por sete dias, para análises de crescimento e absorção de As e nutrientes minerais, e por 24 horas, para
análises de alterações metabólicas. A cinética de absorção de As foi analisada, utilizando-se para isso seis concentrações do poluente, nas quais as plantas permaneceram por duas horas: 0,0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 e 1,5 mg L-1. Os parâmetros de cinética de absorção de As por P. stratiotes indicam que a absorção do metalóide ocorre por transportadores de alta afinidade. O As absorvido foi acumulado nos tecidos vegetais, principalmente na raiz, conferindo a P. stratiotes baixo fator de translocação e o status de possível hiperacumuladora, características que não foram afetadas pela presença de SNP. O acúmulo de As desencadeou uma série de danos, como
aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ânion superóxido e peróxido de hidrogênio) e na peroxidação lipídica. Estes danos foram revertidos pelo SNP, que aparentemente atuou diretamente como antioxidante e como molécula sinalizadora, estimulando respostas antioxidantes enzimáticas (catalase, peroxidase e peroxidase do ascorbato) e não
enzimáticas (estímulo do ciclo ascorbato-glutationa), o que se refletiu em aumentos na capacidade antioxidante total. Como consequência, o índice de tolerância ao As aumentou na
presença de SNP. Os parâmetros fotossintéticos também foram afetados pela presença de As, sendo que os teores de pigmentos cloroplastídicos diminuíram, com exceção dos carotenóides, que apresentaram aumentos em suas concentrações. A presença de SNP restaurou os teores dos
pigmentos à níveis normais. A eficiência fotoquímica máxima do FSII e o rendimento quântico do transporte de elétrons também foram afetados negativamente pelo As, enquanto coeficiente de extinção não fotoquímica apresentou incrementos significativos. A assimilação líquida de carbono decresceu significativamente na presença de As, enquanto gs não se alterou e a razão Ci/Ca aumentou, indicando a ocorrência de limitações bioquímicas. A razão ΦFSII/ ΦCO2 foi maior nas plantas expostas ao As. O SNP teve efeito protetor tanto sobre a fluorescência quanto sobre as trocas gasosas, restaurando estes parâmetros à níveis normais. Em relação aos teores de nutrientes minerais, a exposição ao As diminuiu os teores de ferro, magnésio, manganês e fósforo, não tendo afetado os teores de cálcio. Destes nutrientes, apenas os teores de fósforo não retornaram a valores semelhantes ao controle quando o As foi suprido em combinação com SNP.
Desta forma o óxido nítrico, suprido na forma de SNP, foi eficaz na atenuação dos danos desencadeados pelo As, agindo tanto como antioxidante direto quanto como molécula
sinalizadora.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/4330 |
| Date | 18 February 2011 |
| Creators | Farnese, Fernanda dos Santos |
| Contributors | Oliveira, Juraci Alves de, Araújo, João Marcos de, Silva, Luzimar Campos da |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa, Mestrado em Fisiologia Vegetal, UFV, BR, Controle da maturação e senescência em órgãos perecíveis; Fisiologia molecular de plantas superiores |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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