Respostas anatômicas e fisiológicas de Pfaffia glomerata e Eucalyptus camaldulensis ao cádmio

Abstract

Com o objetivo de caracterizar aspectos fisiológicos e anatômicos de espécies com potencial para fitorremediação, foram realizadas avaliações de crescimento, teores de pigmentos, potencial hídrico, estado nutricional da planta, peroxidação de lipídios, atividade de enzimas antioxidantes e estudos anatômicos. Foram conduzidos experimentos com Pfaffia glomerata (Sprengel) Pedersen e Eucalyptus camaldulensis Dehnh., em solução nutritiva de Clark, contendo doses crescentes de Cd (0, 15, 25, 45 e 90 μmol L-1). Durante um período experimental de 20 dias, foram feitas coletas (1, 12 e 20 DAT) para avaliações de pigmentos, estado hídrico, peroxidação de lipídeos e atividade enzimática, nos tratamentos de 0, 45 e 90 μmol Cd L-1. Para o estudo de produção de matéria seca, teores de nutrientes e de Cd e anatomia foram feitas coletas, no final do experimento, em todos os tratamentos. Constatou-se que a adição de Cd no meio de solução reduziu a produção de matéria seca das raízes e parte aérea, diminuiu os teores de clorofila com o aumento do tempo de exposição e alterou o estado nutricional das duas espécies estudadas. Em P. glomerata, os teores de carotenóides foram reduzidos, enquanto em E. camaldulensis, estes teores foram aumentados com o tempo de exposição. O potencial hídrico de P. glomerata foi reduzido com o aumento do tempo de exposição ao Cd e foi maior no final do período experimental em E. camaldulensis, aos 12 e 20 DAT. Ocorreram alterações no metabolismo do oxigênio ativado, evidenciadas pelo aumento da peroxidação de lipídeos nas doses maiores de Cd nas raízes e parte aérea de P. glomerata e na parte aérea de E. camaldulensis. Em P. glomerata, as enzimas do sistema antioxidativo tiveram suas atividades afetadas com a adição de Cd. No estudo anatômico, constatou-se aumento dos números de estômatos e alterações em seus diâmetros com o aumento das doses de Cd. O Cd na solução também reduziu a espessura do limbo foliar de E. camaldulensis. Apesar do efeito do enriquecimento de Cd acumulado nos tecidos das plantas estudadas ter resultado na redução do crescimento das plantas, o conhecimento de estratégias metabólicas de sobrevivência destas espécies poderá contribuir para o estudo de melhoramento genético, objetivando a recuperação de áreas degradadas.

Plant growth, photosynthetic pigment contents, water potential, mineral nutrition, lipid peroxidation, antioxidant enzymes, and anatomical changes of Pfaffia glomerata (Sprengel) Pedersen and Eucalyptus camaldulensis Dehnh were investigated aiming to characterize their physiological and anatomical features regarding their phytoremediation potential. An experiment was carried out in Clark solutions containing increase Cd concentration (0, 15, 25, 45 and 90 μmol L-1) with plantlets of those species. During 20 days, plant sample material was collected to evaluate pigment contents, water potential, lipid peroxidation, and enzyme activity in treatments of 0, 45, and 90 μmol L-1 of Cd. After 20 days, the plants were collected to investigate dry matter production, nutrient and Cd contents, and anatomical changes. It was verified that Cd addition decreased root and shoot dry matter production. Chlrophyll contents were also reduced by increasing the time plants were exposed to metals. In P. glomerata carotenoid contents were increased with Cd exposition time. Water potential of P. glomerata was reduced with exposition to Cd. As for E. camaldulensis, it was higher at the end of the experiment. The verified changes in reactive oxygen metabolism were demonstrated by an increase in the lipid peroxidation and highest levels of Cd in P. glomerata and in the shoot of E. camaldulensis. In P. glomerata, antioxidation system enzymes had their activities affected by Cd exposition. It was also verified an increase in the number of stomata and alterations in their diameters with Cd level increased. Cadmium also decreased the thickness of leave limbo in E. camaldulensis. Although Cd has had an overall negative effect, the understanding of the survival strategies adopted by those species in Cd-rich environments will contribute to plant breeding programs aiming at the revegetation of a contaminated area.