Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Al toxicity, especially in acid soils, is a determinant factor of lower productivity for
several cultures and, although some studies have been developed to elucidate this problem,
studies on medicinal plants are extremely rare. The aim of this study was to identify and
characterize morphologic, physiologic and biochemical aspects of Al toxicity on two Pfaffia
glomerata (BRA and JB/UFSM) accessions and one Pfaffia tuberosa access. Plantlets of three
accesses were submitted to five Al concentrations (0, 50, 100, 150 e 200 mg L-1) in vitro and
after 24 days several growth parameters were evaluated. Two accesses of P. glomerata were
submitted to the same Al concentrations in a hydroponic system during 7 days, after which
the growth and some biochemical parameters related to oxidatitive stress were evaluated.
Under both conditions, Al concentrations higher than 100 mg L-1 affected most of the growth
parameters of both P. glomerata accessions, whereas P. tuberosa was not affected. However,
in vitro we verified an increase in growth for both P. glomerata accessions at 50 and 100 mg
L-1 Al. In the hydroponic system, although the patterns of biomass production and roots
elongation differ for the two accesses of P. glomerata, it was observed that the BRA access
was more sensitive to Al toxicity than the JB/UFSM access. The Al concentration in root and
shoot tissues increased with increasing Al in the substrate, however the increase was greater
in the roots. Al triggered a more pronounced increase of lipid peroxidation in the BRA access.
The H2O2 concentration in JB/UFSM roots decreased at 150 mg L-1 Al, however there was an
increase of H2O2 in the shoot of both accesses. Al toxicity caused a greater change in catalase
activity (CAT) in the roots than in the shoot. CAT activity in the roots of JB/UFSM increased
at 50 and 200 mg L-1 of Al, while in the BRA access it decreased at all Al levels. As far as,
both in the roots and shoots, the activity of ascorbate peroxidase (APX) was higher in the
BRA access than in the JB/UFSM access. On the other hand, the decrease in superoxide
dismutase (SOD) activity by Al exposure was greater in BRA than in JB/UFSM. In relation to
the non enzymatic antioxidant system, there was an increase in ascorbic acid (AsA) in the
roots of the BRA access and in the shoot of both accesses in the presence of Al. On the other
hand, there was reduction in AsA concentration in the JB/UFSM roots. The concentration of
non-protein thiol groups (NPSH) was reduced by Al in the roots of both accessions. NPSH
concentration increased in the shoot of JB/UFSM in the presence of Al. On the other hand, in
the BRA access there was an increase of NPSH at 100 mg L-1 Al, while there was a reduction
at 50, 150 and 200 mg L-1. We conclude that the reduction in growth of both P. glomerata
accessions, induced by Al, can be attributed to the increase of oxidative stress, and the
JB/UFSM access has a more efficient antioxidant system than that of the BRA access for
removing reactive oxygen species. / A toxidez do alumínio (Al), especialmente em solos ácidos, é um fator determinante
da baixa produtividade para muitas culturas e, embora um considerável número de trabalhos
seja desenvolvido com a finalidade de elucidar esse problema, praticamente inexistem estudos
em plantas medicinais. O objetivo do presente trabalho foi identificar e caracterizar aspectos
morfológicos, fisiológicos e bioquímicos da toxidez do Al em dois acessos de Pfaffia
glomerata (BRA e JB/UFSM) e em um acesso de Pfaffia tuberosa. Em condição de cultivo in
vitro, as plântulas dos três acessos foram submetidas a cinco concentrações de Al (0, 50, 100,
150 e 200 mg L-1) e após 24 dias foram avaliados vários parâmetros de crescimento. Já em
sistema de cultivo hidropônico, os dois acessos de P. glomerata foram submetidos às mesmas
concentrações de Al por 7 dias e após avaliaram-se o crescimento e vários parâmetros
bioquímicos ligados ao estresse oxidativo. Em ambas as condições de cultivo, as
concentrações de Al acima de 100 mg L-1 afetaram negativamente a maioria dos parâmetros
de crescimento nos dois acessos de P. glomerata, enquanto a P. tuberosa não foi afetada.
Entretanto, no cultivo in vitro verificou-se aumento do crescimento de ambos acessos de P.
glomerata na presença de 50 e 100 mg L-1 de Al. No sistema de cultivo hidropônico, embora
os padrões de produção de biomassa e alongamento das raízes sejam diferentes entre os dois
acessos de P. glomerata, verificou-se que o acesso BRA foi mais sensível à toxidez de Al do
que o acesso JB/UFSM. A concentração de Al nos tecidos das raízes e parte aérea aumentou
com o incremento de Al no substrato de cultivo, porém nas raízes foi maior. O Al provocou
aumento mais pronunciado na peroxidação lipídica do acesso BRA. A concentração de H2O2
nas raízes do acesso JB/UFSM diminuiu em 150 mg L-1 de Al; por outro lado, houve aumento
de H2O2 na parte aérea dos dois acessos. A toxidez de Al provocou maior alteração na
atividade da catalase (CAT) nas raízes do que na parte aérea. A atividade da CAT de raízes do
acesso JB/UFSM aumentou na presença de 50 e 200 mg L-1 de Al, enquanto no acesso BRA
ela decresceu em todos níveis de Al. Em geral, tanto em raízes como na parte aérea, a
atividade da ascorbato peroxidase (APX) foi mais alta no acesso BRA do que no JB/UFSM.
Por outro lado, o decréscimo na atividade da superóxido dismutase (SOD) pela presença de Al
foi maior no acesso BRA do que no JB/UFSM. Já com relação ao sistema antioxidante não
enzimático, houve um aumento na concentração de ácido ascórbico (AsA) nas raízes do
acesso BRA e na parte aérea dos dois acessos, por outro lado houve redução da concentração
de AsA nas raízes do acesso JB/UFSM. Já a concentração de grupos tióis não protéicos
(NPSH) foi reduzida nas raízes de ambos os acessos pela presença de Al. A concentração de
NPSH na parte aérea do acesso JB/UFSM aumentou na presença de Al. Já no acesso BRA
houve aumento da concentração de NPSH na presença de 100 mg L-1 de Al, enquanto houve
redução de NPSH nas concentrações de 50, 150 e 200 mg L-1. Concluiu-se que a redução do
crescimento dos acessos de P. glomerata induzida pela toxidez de Al deveu-se ao aumento do
estresse oxidativo, sendo que o acesso JB/UFSM possui um sistema antioxidante mais
eficiente do que o acesso BRA na remoção das espécies reativas de oxigênio.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4973 |
| Date | 22 February 2008 |
| Creators | Maldaner, Joseila |
| Contributors | Garcia, Danton Camacho, Schetinger, Maria Rosa Chitolina, Nicoloso, Fernando Teixeira, Fett Neto, Arthur Germano |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, UFSM, BR, Agronomia |
| 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 UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 500100000009, 400, 500, 300, 500, 500, 500, 8fe1d006-0ca5-4011-9f61-b6ac19c5f447, b735ec40-af97-49a6-9d39-58b262d12800, e31536a8-f5a8-4f54-b813-f9fc8b2e2686, 18a29b82-fd32-47ae-8023-4cea0f0f51ad, dc585019-a860-4dae-943c-106f22833f05 |
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