Respostas fisiológicas e bioquímicas de duas cultivares de batata (solanum tuberosum l.) expostas ao cádmio
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Date
2008-02-21Segundo membro da banca
Schetinger, Maria Rosa Chitolina
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Em muitos solos agrícolas, a concentração de cádmio (Cd) está acima dos níveis naturais devido, principalmente, às ações antropogênicas tais como a liberação desse metal a partir de fontes industriais e agrícolas. Logo, se torna necessário o estudo da toxicidade e acúmulo deste metal em plantas utilizadas na alimentação como a batata (Solanum tuberosum L.). Este estudo foi conduzido com o objetivo de identificar e caracterizar aspectos fisiológicos e bioquímicos da toxidez do Cd tais como análises de crescimento, conteúdo de nutrientes minerais e estresse oxidativo de duas cultivares de batata, Asterix e Macaca. Em condição de cultivo in vitro, as plântulas foram expostas a cinco concentrações de Cd (0, 100, 200, 300, 400 e 500 μM) por 22 dias para avaliação de efeitos em parâmetros de crescimento e nutrição mineral. Em sistema de cultivo hidropônico, as plântulas foram expostas a quatro concentrações de Cd (0, 50, 100, 150 e 200 μM) por 7 dias para avaliação de efeitos em aspectos de crescimento, nutrição mineral e também de estresse oxidativo. Em ambas as
condições de cultivo, in vitro e em hidroponia, as plântulas de batata de ambas as cultivares, Asterix e Macaca, apresentaram redução da altura da parte aérea, número de segmentos nodais, número de folhas e número de raízes pelo aumento dos níveis de Cd no substrato. Os resultados relacionados, principalmente, ao comprimento radicular e à produção de biomassa fresca de ambas as cultivares de batata crescidas em ambas as condições de cultivo, permitem
inferir que a cv. Macaca foi mais sensível ao Cd do que a cv. Asterix, quando cultivadas in vitro. Entretanto, no sistema hidropônico foi verificada uma resposta contrária. A
concentração de Cd nas raízes e na parte aérea de plântulas da batata crescidas tanto in vitro quanto hidroponicamente aumentou progressivamente de acordo com o incremento de sua concentração no meio de cultivo. Embora o conteúdo de Cd nos tecidos das plântulas cultivadas em hidroponia tenha exibido comportamento linear, nas plântulas crescidas in vitro
foi observado uma comportamento errático deste. Esta resposta errática, possivelmente, seja devido ao incremento da biomassa seca observado nas menores concentrações e a forte inibição desta nas maiores concentrações de Cd. Em geral, os macro e micronutrientes não tiveram sua absorção e acumulação alteradas pelo Cd nas plântulas cultivadas
hidroponicamente. Entretanto nas plântulas cultivadas in vitro, altas concentrações de Cd causaram drásticas reduções no conteúdo destes nutrientes minerais. Em adição, a cultivar Macaca apresentou aumento no conteúdo de alguns nutrientes somente quando cultivada in vitro e exposta as menores concentrações de Cd, corroborando com os resultados encontrados em relação ao estímulo da produção de biomassa seca. A presença de Cd em sistema de
cultivo hidropônico diminuiu o conteúdo de carotenóides somente na cultivar Macaca, bem como reduziu a atividade da enzima aminolevulinato desidratase e o conteúdo de clorofila em ambas as cultivares, indicando que o Cd interfere negativamente em processos relacionados à fotossíntese em plântulas de batata. O Cd aumentou os níveis de malondialeído na parte aérea e nas raízes de ambas as cultivares, bem como aumentou o conteúdo de grupamentos carbonil na parte aérea de ambas as cultivares na concentração mais alta de Cd. O aumento na concentração de peróxido de hidrogênio em plântulas de batata submetidas ao Cd indica que este metal alterou a produção de espécies reativas de oxigênio conduzindo à peroxidação lipídica das membranas e à oxidação protéica nestas plântulas. O Cd causou alterações na atividade de enzimas antioxidantes como a catalase e a superóxido dismutase, além de alterar
a concentração de moléculas antioxidantes não-enzimáticas, como o ácido ascórbico e grupos tióis não-protéicos em plântulas de batata. As alterações observadas no sistema de defesa antioxidante e no conteúdo de nutrientes minerais das plântulas de batata expostas ao Cd indicam que este metal promoveu estresse oxidativo e desequilíbrio no balanço nutricional nesta espécie, o que contribui para os efeitos negativos observados em relação ao crescimento da batata.