Mecanismos anatômicos e fisiológicos de plantas de aguapé para a tolerância à contaminação por Arsênio

Abstract

RESUMO -Este trabalho teve como objetivo a avaliação das características anatômicas e fisiológicas de aguapé (Eichhornia crassipes) em resposta ao estresse por arsênio. As plantas de aguapé foram cultivadas em solução nutritiva hidropônica de Hoagland em casa de vegetação sob cinco concentrações de arsênio: 0,0; 0,25; 0,5; 1,0; e 2,0 mg L -1 por período de 20 dias. As plantas demonstraram aumento na taxa fotossintética, na condutância estomática, na transpiração e na relação Ci/Ca, bem como na atividade de todas as enzimas do sistema antioxidante, com maior atividade nas folhas em relação às raízes nos tratamentos contendo arsênio. As características anatômicas das folhas das plantas sob as maiores concentrações de arsênio mostraram aumento na densidade estomática, no índice estomático e na espessura do parênquima esponjoso. A anatomia radicular não evidenciou alterações decorrentes da intoxicação por arsênio e modificações nas características do xilema e floema, porém não houve prejuízos à sua estrutura e função. Dessa forma, o estresse por intoxicação pelo arsênio, nas concentrações testadas, não é evidente nas plantas de E. crassipes, e os mecanismos de tolerância são relacionados com modificações na anatomia e fisiologia das plantas.Palavras-chave: Eichhornia crassipes, anatomia ecológica, sistema antioxidante, fotossíntese.ABSTRACT -This work aimed to evaluate the anatomical and physiological characteristics of Eichhornia crassipes in response to arsenic stress. Plants of E. crassipes were grown in Hoagland hydroponic nutritive solution under greenhouse conditions at five arsenic levels: 0.0, 0.25, 0.50, 1.0 and 2.0 mg L -1 during 20 days. The plants showed an increase in photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration and Ci/Ca rate, as well as in the activity of all the enzymes in the antioxidant system, with higher activity in the leaves than in the roots, in all the treatments with arsenic. The anatomical characteristics observed on the leaves of the plants under higher arsenic levels showed an increase in stomatal density, stomatal index and spongy parenchyma thickness. Root anatomy showed no toxic evidences at any arsenic level; changes in the xylem and phloem characteristics were exhibited by the roots in the arsenic treatments, but no damage was caused to its structure and function. Thus, stress caused by arsenic intoxication at the levels tested, is not evident on E. crassipes plants, and the mechanisms of tolerance of E. crassipes are associated to anatomical and physiological changes.

Lead tolerance of water hyacinth (Eichhornia crassipes Mart. - Pontederiaceae) as defined by anatomical and physiological traits

“…The increase in phloem in the roots under lead effects may also be a stress tolerance mechanism, because it can increase the photoassimilate flux to the roots, leading to higher root growth. Stress tolerance of E. crassipes to lead may have similar effects to those reported for arsenic tolerance to this species, as described by Pereira et al (2011).…”

“…Mahmood et al (2005) reported that in the presence of textile industry effluents, E. crassipes plants exhibited a reduction in cell size in leaf tissues, whereas Pereira et al (2011) found no deleterious effects in anatomy of leaves and roots of this species in the presence of arsenic. In Plantago major, lead reduced stomatal density as well as stomatal conductance and vascular bundle size (Kosobrukhov et al 2004).…”

“…Phytoremediation is an alternative with low cost that has been utilized for soil and water decontamination (Gratão et al 2005, Rahman andHasegawa 2011). Eichhornia crassipes showed a hyper-accumulation capacity for chromium (Faisal and Hasnain 2003), cadmium (Oliveira et al 2001) and arsenic (Dhankher et al 2002, Pereira et al 2011 capacity of this plant is related to its large biomass and the characteristics such as pH and temperature have little influence on the process (Schoenhals et al 2009). …”

Fitotoxicidade do chumbo na germinação e crescimento inicial de alface em função da anatomia radicular e ciclo celular.

“…Além disso, esse índice pode modificar em função da presença de elementos tóxicos como relatado por Pereira et al (2011) em raízes de plantas de aguapé cultivadas na presença de arsênio. Outro fator relacionado a esse índice, é que este pode ser modificado em função de estresses ambientais e melhorar a condutividade hidráulica das raízes (PEREIRA et al, 2008;SOUZA et al, 2009 Figura -Espessura da exoderme e endoderme de plântulas de Lactuca sativa submetidas a diferentes concentrações de Pb(NO 3 ) 2 -Exoderme ŷ = 17,687 + 2,1144x, R² = 0,9282 Endoderme ŷ = 14,43 -0,44x, R² = 0,716.…”

“…O Pb é utilizado desde a antiguidade sendo que a partir do século XIX ganhou notoriedade como poluente ambiental. Além dos processos naturais, a contaminação do ambiente por Pb é resultado de atividades como: mineração, fundição, uso de combustíveis fósseis, defensivos agrícolas, indústria de baterias e outras atividades industriais (SHARMA;DUBEY, 2005).…”