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PUCRS
Conteúdo de nutrientes minerais em plântulas de batata (Solanum
tuberosum L.) é alterado pelo cádmio
Amanda Maino Fiorenza1, Jamile Fabbrin Gonçalves2, Jessié Martins Gutierres1, Fernando Teixeira
Nicoloso1, Vera Maria Morsch1 (orientador)
1
Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Maria, UFSM, 2Departamento de Bioquímica
Universidade Federal do Rio Grande do Sul,UFRGS
Introdução
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. O Cd acumulado nas plantas pode interferir em vários
processos fisiológicos, declinando a produtividade agrícola (Zhang et al., 2002).
O conhecimento sobre as interações entre as plantas e os metais pesados é muito
importante, não só à segurança do meio ambiente, mas também para reduzir os riscos
associados com a introdução desses elementos na cadeia alimentar (Benavides et al., 2005). O
acúmulo deste metal em tubérculos de batata (Solanum tuberosum L.) pode representar mais
de 50% do total das intoxicações desse metal em humanos (Satarug et al., 2003). Além disso,
as cultivares de batata podem diferir com relação a sua habilidade em acumular e translocar o
Cd (Dunbar et al., 2003; Gonçalves et al., in press).
O objetivo deste trabalho foi caracterizar o efeito do Cd no conteúdo de nutrientes
minerais em duas cultivares de batata (Asterix e Macaca, amplamente cultivadas na região Sul
do Brasil) crescidas tanto em sistema in vitro quanto hidropônico com a finalidade de avaliar
se existe diferença genotípica quanto à sensibilidade a este metal.
Metodologia
Experimento in vitro: Segmentos nodais (1cm) provenientes de plântulas com 25 dias
de cultivo previamente inoculados em meio de cultivo MS (Murashige e Skoog, 1962),
suplementado com 30g L-1 de sacarose, 0,1g L-1 de mio inositol e 6g L-1 de agar, foram
inoculados no meio de cultura contendo diferentes doses de Cd (0, 100, 200, 300, 400 e
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500µM). O pH do meio foi ajustado para 5,5 ± 0,1. Após 22 dias de inoculação (DAI) as
plântulas coletadas.
Experimento hidropônico: Plântulas completas com 15 dias de idade crescidas
previamente em meio de cultivo MS foram transferidas para caixas plásticas contendo 10l de
solução nutritiva. Após 2 semanas de aclimatização as plântulas foram expostas a diferentes
doses de Cd (0, 50, 100, 150 e 200µM) durante 7 dias. A água evaporada ou transpirada foi
continuamente resposta com água destilada e a cada uma semana a solução foi completamente
renovada. O pH da solução foi ajustado para 5,5 ± 0,1.
Em ambos os sistemas de cultivo: 1) as plântulas foram expostas ao Cd na forma de
cloridrato de cádmio monohidratado (CdCl2.H2O); 2) as plântulas foram mantidas sob
condições controladas (temperatura de 25°C ± 1, fotoperíodo de 16 horas e intensidade
luminosa de 35µmol m-2 s-1) e, 3) após coletadas as plântulas foram divididas em raiz e parte
aérea, desidratadas até atingirem massa constante e a matéria seca foi digerida com ácido
nítrico para a determinação dos nutrientes minerais (macro: Ca2+, K+ e Mg2+ e micro: Cu2+,
Fe2+, Mn2+ e Zn2+) através de absorção atômica.
Os dados de ambos os experimentos foram submetidos à análise de variância de duas
vias e teste de separação de médias Tukey a 5% de significância.
Resultados e Discussão
Nossos resultados demonstraram que, em geral, o Cd diminuiu o conteúdo de macro- e
micronutrientes tanto nas raízes quanto na parte aérea das plântulas crescidas in vitro. Por
outro lado, o conteúdo dos macro- e micronutrientes em ambos os órgãos das plântulas
crescidas hidroponicamente, não foi afetado pelo Cd, em geral.
Neste trabalho observou-se uma clara diferença entre o conteúdo de minerais das
plântulas quando crescidas em distintos meios de cultivo. De fato, esta diferença tem sido
verificada em outros trabalhos (Pospísilová et. al., 1999; Hazarika, 2003). Além disso,
demonstrou-se que o efeito do Cd varia em relação tanto a da dose de Cd, o tipo de sistema de
cultivo, o período de exposição bem como a cultivar e o órgão avaliados, o que pode explicar
a existência de muitos resultados controversos em relação ao efeito dos metais pesados sobre
o acúmulo e distribuição dos nutrientes em plantas. Acredita-se que as diferenças observadas
no acúmulo dos nutrientes minerais nas plântulas expostas ao Cd em diferentes sistemas de
cultivo sejam diretamente relacionadas aos diferentes tipos de interações entre o sistema
radicular e o Cd, bem como entre o Cd e os nutrientes minerais (Stoltz e Greger, 2002).
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(I)
(II)
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Figura 1 Efeito do Cd2+ sobre o conteúdo de Ca2+, K+ e Mg2+ na parte aérea (I) e nas raízes (II) de plântulas de
batata crescidas in vitro (A, C e E, respectivamente) e em hidroponia (B, D e F, respectivamente). Médias ± D.P.
(p<0,05). Letras maiúsculas indicam diferença significativa para a mesma cultivar em diferentes doses de Cd.
Letras minúsculas indicam diferença significativa entre as cultivares na mesma dose de Cd.
(II)
(I)
Figura 2 Efeito do Cd2+ sobre o conteúdo de Cu2+, Fe2+, Mn2+ e Zn2+ na parte aérea (I) e nas raízes (II) de
plântulas de batata crescidas in vitro (A, C e E, respectivamente) e em hidroponia (B, D e F, respectivamente).
Médias ± D.P. (p<0,05). Letras maiúsculas indicam diferença significativa para a mesma cultivar em diferentes
doses de Cd. Letras minúsculas indicam diferença significativa entre as cultivares na mesma dose de Cd.
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Conclusão
No presente trabalho demonstrou-se que o Cd2+ pode afetar a absorção e acumulação
de certos nutrientes minerais em plântulas o que pode conduzir a consequentes distúrbios e
depressão do crescimento vegetal. Entretanto, estudos adicionais a nível molecular são
necessários para esclarecer os mecanismos envolvidos entre os nutrientes e o Cd durante a
absorção destes íons com a finalidade de fornecerem informações mais precisas para a seleção
de plantas mais tolerantes aos metais tóxicos contidos no solo.
Apoio financeiro: CAPES/CNPq/FAPERGS
Referências
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