Efeito do alumínio na absorção e na utilização de macronutrientes em duas cultivares de arroz

To evaluate the effect of Al on the uptake and utilization of some macronutrients, the rice cultivars Fernandes and Maravilha, respectively tolerant and sensitive to this metal, were exposed to Al in nutrient solution for 20 days, and the contents, uptake and efficiency of utilization of P, K, Ca and Mg were determined. The uptake and the contents of these macronutrients decreased in the presence of Al in the aerial parts and roots of both cultivars, especially at the higher Al concentration and in the Al sensitive cultivar. The macronutrient contents more reduced by Al in the roots were K > Mg > P and Ca > Mg=K>P and in the aerial parts were Mg > Ca > P and Mg > Ca > P > K in the tolerant and sensitive cultivars, respectively. The macronutrients uptake more reduced by Al were Mg > Ca > P > K in both cultivars. In the presence of Al, the tolerant cultivar showed higher efficiency of utilization of all studied macronutrients. The utilization indices of P, Ca and Mg increased in the tolerant cultivar, but decreased for P and K, increasing only for Mg in the sensitive cultivar. The results suggest that the differential tolerance of these rice cultivars to Al may be due to their differences in uptake, ability to keep adequate concentrations and to use these macronutrients with higher efficiency, especially Mg, Ca and phosphorus.Para avaliar o efeito do Al na absorção e na utilização de alguns macronutrientes, as cultivares de arroz Fernandes e Maravilha, respectivamente, tolerante e sensível a esse metal, foram expostas ao Al, em solução nutritiva, durante 20 dias, quando determinaram-se os teores, a absorção líquida e a eficiência de utilização de P, K, Ca e magnésio. A absorção líquida e os teores desses macronutrientes na presença de Al decresceram na parte aérea e nas raízes das duas cultivares, especialmente na concentração mais elevada de Al e na cultivar sensível. Os macronutrientes que tiveram os teores mais reduzidos pelo Al nas raízes foram K > Mg > P e Ca>Mg=K > P e na parte aérea, Mg > Ca > P e Mg > Ca > P > K, nas cultivares tolerante e sensível, respectivamente. Os macronutrientes que tiveram a absorção mais reduzida pelo Al foram Mg>Ca>P>K, nas duas cultivares. Na presença de Al, a cultivar tolerante apresentou eficiência de utilização mais elevada de todos os macronutrientes. Os índices de utilização de P, Ca e Mg aumentaram na cultivar tolerante, mas decresceram em termos de P e K, aumentando apenas para Mg, na cultivar sensível. A tolerância diferencial dessas cultivares de arroz ao Al resulta, provavelmente, de suas diferenças em absorver, manter concentrações adequadas e utilizar com maior eficiência esses macronutrientes, principalmente Mg, Ca e fósforo

Capacidade de cultivares de arroz de modificar o pH de soluções nutritivas na presença de alumínio

The objective of this work was to evaluate aluminum effect on the ability of two rice cultivars, Fernandes (tolerant) and Maravilha (sensitive), to change the pH of nutrient solutions with different NO3-/NH4+ ratios. After plant exposure to 0 mM and 1.5 mM Al for 15 days, the amount of exudated protons, elongation, dry matter yield and Al content of roots and leaves were determined. Elongation and dry matter yield of roots and leaves reduced in the presence of Al independently of NO3-/NH4+ ratio, and this reduction was intensified with increasing of NH4+ concentration. Aluminum contents increased in roots and leaves with increasing of NH4+ concentration in nutrient solution. An alkalization of the nutrient solution containing N exclusively in NO3- form was observed, but this alkalization decreased with Al treatment. In nutrient solutions containing NH4+, on the contrary, an acidification was observed, which intensified with the increase of NH4+ concentration. The tolerant cultivar always consumed more protons of the nutrient solution containing N exclusively in the NO3- form and less protons of that containing NH4+, independently of the NO3-/NH4+ ratio. This cultivar, therefore, showed higher ability to adjust its protons balance, changing the pH to values that favored lower Al uptake and higher tolerance to aluminum.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do alumínio sobre a capacidade das cultivares de arroz Fernandes (tolerante) e Maravilha (sensível) de modificar o pH de soluções nutritivas com diferentes proporções de NO3-/NH4+. Após exposição das plantas ao Al (0 mM e 1,5 mM), durante 15 dias, foram determinados: quantidade de prótons exsudados, alongamento, produção de matéria seca e teor de Al nas raízes e folhas. O alongamento e produção de matéria seca, de raízes e folhas, se reduziram em presença de Al, independentemente da proporção NO3-/NH4+, e essas reduções se intensificaram com o aumento na concentração de NH4+. Os teores de Al aumentaram nas raízes e folhas, com aumento na concentração de NH4+ na solução nutritiva. Houve forte alcalinização da solução nutritiva com nitrogênio exclusivamente na forma de NO3-, que se reduziu em presença de Al. Em soluções nutritivas com NH4+, ao contrário, observou-se acidificação, que se intensificou com aumento na concentração de NH4+. A cultivar tolerante sempre consumiu mais prótons da solução nutritiva com N exclusivamente na forma de NO3-, e menos prótons daquela que continha NH4+, independentemente da proporção NO3-/NH4+. Essa cultivar foi, portanto, capaz de ajustar seu balanço de prótons e modificou o pH para valores que favoreciam menor absorção e maior tolerância ao alumínio

Involvement of glutathione metabolism in Eichhornia crassipes tolerance to arsenic

Aquatic macrophytes are potential useful for phytoremediation programs in environments contaminated by arsenic (As). Biochemical and physiological modification analyses in different plant parts are important to understand As tolerance mechanisms. 2. The objective was to evaluate glutathione metabolism in leaves and roots of Eichhornia crassipes (Mart.) Solms plants subjected to As. Specimens of Eichhornia crassipes plants were cultured for three days in Clark's nutrient solution containing 7 μM of As. The enzymes ATP sulfurylase (ATPS), glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase (GSH‐Px), glutathione sulfotransferase (GST) and γ‐glutamylcysteine (γ‐ECS) synthetase activity, the glutathione contents, total proteic and non‐proteic thiols were evaluated. 3. The ATPS activity increased in roots. The GR activity in leaves and GSH‐Px in roots were lower. GST activity was higher in roots and lower in leaves and γ‐ECS activity was higher in this plant's leaves. Glutathione levels were lower, total thiols levels were higher and non proteic levels presented no change in E. crassipes leaves and roots. Exposure to As increased the enzyme activity involved with sulfur metabolism, such as ATPS. Higher GR activity and lower GSH‐Px indicates a greater glutathione conjugation to As, due to the greater GSH availability. The greater GST activity indicates its participation in As detoxification and accumulation, through As GSH conjugation. Changes in the glutathione and thiol levels suggest high phytochelatin synthesis. 4. In conclusion, the increment in ATPS, GR, GST and γ‐ECS activity indicates that these enzymes are involved in GSH metabolism and are part of the E. crassipes As detoxification mechanism

NOTAS E RESENHAS

UMA ENTREVISTA COM PAUL CLAVAL - Sylvio Bandeira de Mello e Silva. ANÁLISE LOCACIONAL EM GEOGRAFIA - CONS IDERAÇÕES TEÓRICAS E METODOLÓGICAS - Augusto Cesar Zeferino MAPEAMENTO DE PONTOS SENSÍVEIS A IMPACTOS AMBIENTAIS SOBRE OS RECURSOS HÍDRICOS EM RIO CLARO (SP) - Lucy Marion Calderini Philadelpho Machado, Roseana Correa Grilo, Elaine Regina Alves, Sandra Kioko Cortes CLASSIFICAÇÃO DE TERRAS NA APA DO RIO SÃO BARTOLOMEU - DF - Maria Novaes Pinto, Tânia Maria Vieira da Silva, Roselir de Oliveira Nascimento NOVAS DIMENSÕES NA GEOGRAFlA INDUSTRIAL - Auro Aparecido Mendes MEIO AMBIENTE: PERCEPÇÕES, ATITUDES E VALORES - Lucy M. C. P. Machado HISTÓRIA DA ECOLOGIA - Maria Juraci Zani dos Santos POLUIÇÃO ATMOSFERICA E CHUVAS ÁCIDAS - Anderson Luís Hebling Christofoletti DAS BASES METEOROLÓGICAS À CLIMATOLOGIA APLICADA - Antonio Christofoletti OCEANOGRAFIA, HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS - Antonio Christofolett

Effects of cadmium on sulphur uptake, distribution and assimilation in water hyacinth (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms) and salvinia (Salvinia auriculata Aubl.)

A absorção e a distribuição do cádmio (Cd) em níveis tóxicos, assim como os seus efeitos sobre a absorção, redução e assimilação do enxofre e algumas variáveis de crescimento, foram estudadas em duas espécies aquáticas: Eichhornia crassipes (aguapé) e Salvinia auriculata (salvínia). A salvínia sofreu maior redução na taxa de crescimento relativo que o aguapé, estando essa redução correlacionada diretamente com as concentrações de Cd nos tecidos. Os Km para absorção de Cd 2+ pelas duas espécies foram semelhantes, mas o Vmax foi maior em salvínia. A absorção de Cd por salvínia e aguapé, elevada nas primeiras horas de exposição, decresceu rapidamente a seguir, permanecendo constante e baixa por até 10 dias. A concentração de Cd nos tecidos de aguapé e salvínia aumentou com a elevação do tempo de exposição, sendo maior em salvínia. O porcentual de Cd retido nas raízes de aguapé decresceu com o aumento do tempo de exposição, enquanto em salvínia sua distribuição entre sistema radicular e parte aérea não sofreu alteração. A adição de Cd à solução nutritiva apenas no momento da avaliação cinética da absorção do sulfato resultou em redução do Km e aumento do Vmax em aguapé, mas aumento do Km e nenhuma alteração do Vmax em salvínia. Em presença de Cd, a atividade da sulfurilase do ATP aumentou nas raízes e na parte aérea de aguapé; em salvínia, apenas nas folhas. A presença de Cd não alterou as concentrações de tióis solúveis totais em aguapé e salvínia, mas as concentrações de cisteína aumentaram na parte aérea de aguapé e as concentrações de γ-glutamilcisteína, no sistema radicular e na parte aérea de aguapé e salvínia. As concentrações de glutationa reduziram-se apenas no sistema radicular de aguapé, acompanhado de aumento nas concentrações de “outros tióis solúveis”, no sistema radicular e na parte aérea. De modo geral, as plantas de aguapé apresentaram maiores concentrações de tióis do que a salvínia. Em presença de Cd, a maior razão A 265 /A 280 foi 1,64 e 1,74 para folhas e raízes de aguapé, respectivamente, e 1,68 para folhas e raízes de salvínia, o que sempre coincidiu com as maiores concentrações de Cd. A tolerância ao Cd foi maior em aguapé, possivelmente por apresentar menor absorção de Cd em relação à salvínia, tolerância essa associada à maior produção de compostos tiolados relacionados com o mecanismo de tolerância.Cadmium uptake and distribution at toxic levels and their effects on sulphur uptake, reduction and assimilation as well as some growth variables were studied in the aquatic species Eichhornia crassipes (water hyacinth) and Salvinia auriculata (salvinia). Salvinia showed a greater reduction in the relative growth rate than water hyacinth, and this reduction directly correlated with cadmium concentrations in the tissues. The Km were similar for uptake of Cd 2+ in both species, while the Vmax was greater in salvinia. The Cd uptake in both salvinia and water-hyacinth was high at the first hours under exposure, but then it quickly decreased and approximately maintained constant and low for 10 days. The Cd concentration in the water hyacinth and salvinia tissues increased when the exposure time was increased, being higher in salvinia. The Cd percent retained in the water-hyacinth roots decreased with the increasing exposure time, whereas in salvinia its distribution between the root system and the aerial part showed no changes. The addition of Cd to the nutritive solution only when kinetically evaluating the sulphate uptake led to either Km reduction and Vmax increase in water hyacinth, however a Km decreasing and no Vmax changes in salvinia. In Cd presence the activity of the ATP sulphurylase increased in the water hyacinth roots and aerial part, while in salvinia this increase occurred only in the leaves. The Cd presence did not change the concentrations of the total soluble thiols in both the water hyacinth and salvinia, but the concentrations of cysteine increased in the water hyacinth aerial part, and so did those of γ-glutamylcysteine in the water hyacinth and salvinia root systems and aerial parts. Glutathione concentrations only reduced in the water hyacinth root system followed by increase in the root system and aerial part concentrations of “other soluble thiols”. In general, the water hyacinth plants presented higher thiol concentrations than salvinia did. In Cd presence, the greater ratio A 265 /A 280 was 1.64 and 1.74 for the water hyacinth leaves and roots respectively, and 1.68 for salvinia leaves and roots which always coincided with higher Cd concentrations. Water hyacinth showed a greater tolerance to Cd probably because presenting a lower Cd uptake in relation to salvinia; this tolerance was associated with a greater production of those thiolated compounds related to the tolerance mechanism.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorImportado do Alexandria. Sem Ficha Catalográfica. Sem Termo de Autorização, portanto, sem CPF

Potencial de Cajanus cajan e Crotalaria spectabilis parafitorremediação: absorção de arsênio e respostas antioxidativas

Neste estudo, avaliaram-se os efeitos tóxicos do arsênio (As) sobre o crescimento e atividade de enzimas antioxidativas dismutase do superóxido (SOD), catalase (CAT), peroxidases (POX), peroxidase do ascorbato peroxidase (APX) e glutationa redutase (GR) em plantas de Cajanus cajan e Crotalaria spectabili. Plantas das duas espécies foram expostas a diferentes concentrações de As, em solução nutritiva de Hoagland, pH 6,5. A taxa de crescimento relativo (TCR) das duas espécies reduziu-se com o aumento da concentração de As na solução nutritiva, sendo de forma mais intensa em C. cajan. A concentração de As na solução capaz de reduzir em 50% a TCR de C. cajan foi de 0,93 mg L-1, enquanto em C. spectabilis foi de 4,80 mg L-1. As duas espécies apresentaram reduzida translocação de As para a parte aérea, sendo em raízes de C. spectabilis observada a maior concentração desse elemento. C. cajan exposto ao As teve as atividades das enzimas CAT, POX e APX reduzidas, ao contrário do que ocorreu em C. spectabilis. Esta espécie, quando submetida ao As, apresentou incremento na atividade de todas as enzimas avaliadas. A maior tolerância ao As observada em C. spectabilis pode estar relacionada à maior capacidade em reter o As nas raízes e à indução das enzimas SOD, CAT, POX, APX e GR. Dessa forma, C. spectabilis é uma espécie com potencial para utilização em programas de revegetação de áreas contaminadas com As