Morfofisiologia foliar sob estresse causado pelo alumínio em cultivares de arroz (Oryza sativa L.) com tolerância diferencial

• Main Author: Janaina de Oliveira Costa e Silva
• Other Authors: Marcel Giovanni Costa Franca
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2011
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/TJAS-92WKMA

=== Inhibition of radicular growing is the remarkable symptom of aluminum(Al3+) toxicity in plants. Several studies point out the root tip as the primary site of tolerance or sensitivity to Al. This occurs due to known mechanisms of exclusion or resistance, which operate outside of Casparian strips in endoderm. The conjunct action of physiological and biochemical processes associated to the physical barrier imposed by endoderm prevents the uptake of Al to the central cylinder and its translocation to the shoots. Evaluations of toxic effects caused by Al on the shoots, particularly in relation to the ultrastructure, only demonstrate the indirect effects caused by Al3+ in the leaves. This work proposed establish a model for studying the translocation of Al3+ to the shoot,from the removal of root apex as well as part of the roots of rice plants and the subsequent effect of this metal in leaves of plants with different tolerance to Al. To create this model, we used two rice cultivars with different tolerance to Al. Intact plants or plants that had part of its roots removed were used. The quantification of Al in shoots of both cultivars showed the success of the model. The photosynthetic analysis showed higher photoinhibition in sensitive treated with Al in relation to the tolerant. In light microscopy there was no tyloses production in vessel elements. In these tests, changes were seen in the mesophyll like necrosis in both cultivars treated with Al. Ultrastructural analysis showed changes in structure of chloroplasts and mitochondria, as well as a process of interaction between these organelles. Nitric oxide (NO) is directly involved in the Al stress response. In order to verify its possible effect on theshoot and the likely reversal of stress, the impact of this molecule for thephotosynthetic apparatus was evaluated. The results revealed differences in the rate of electron transport to photosystem II (PSII), as well as in the photosynthetic efficiency. This result demonstrates that the sensitive cultivar responds better than the tolerant one to NO presence in plants under Al stress. Therefore, NO supplied by nitric oxide-donor S-nitrosoglutathione (GSNO) was able to reverse some toxicity symptoms in Al-sensitive plants allowing them to maintain partially photosynthetic activity. === O sintoma marcante da toxidez por alumínio (Al3+) em plantas é a inibição do crescimento radicular. Diversos estudos apontam o ápice radicular como sítio primário da resposta à sensibilidade ou da tolerância ao Al. Isso ocorre devido à conhecida ação dos mecanismos de exclusão ou de resistência, que operam externamente às estrias de Caspary na endoderme. A ação conjunta dos processos fisiológicos e bioquímicos, associados à barreira física imposta pela endoderme, impede o deslocamento do Al para o cilindro central e sua translocação para a parte aérea. Avaliações dos efeitos tóxicos do Al na parte aérea, sobretudo na em relação à ultraestrutura, apresentam somente os efeitos indiretos provocados pelo Al3+ na parte aérea. Este trabalho teve como proposta estabelecer um modelo para o estudo do deslocamento do Al3+ para a parte aérea. Para o estabelecimento do modelo foram removidos os ápices radiculares e, posteriormente, parte das raízes de plantas de arroz. A funcionalidade do modelo foi testada a partir do efeito do Al3+ nas folhas de duas cultivares de arroz com tolerância diferencial ao Al, que tiveram ou não parte das raízes removidas. A quantificação de Al na parte aérea das duas cultivares utilizadas demonstrou o sucesso do modelo. As análises fotossintéticas apresentaram maior fotoinibição nas sensíveis tratadas com Al em relação às tolerantes. Na microscopia de luz não foi observada a produção de tiloses nos elementos de vaso. Nessas análises, foram visualizadas alterações no mesofilo característicos de necrose e ambas as cultivares tratadas com Al. Análises ultraestruturais demonstraram alterações a estruturados cloroplastos e das mitocôndrias, assim como processo de interação entre tais organelas. O óxido nítrico (NO) está diretamente envolvido na resposta ao estresse por Al. Para verificar seu possível efeito na parte aérea e a provável reversão do estresse foram avaliados os efeitos dessa molécula no aparato fotossintético. Os resultados revelaram diferenças na taxa de transporte de elétrons para o fotossistema II (PSII) e, na eficiência fotossintética, mostrandoque a cultivar sensível responde melhor à presença de NO em plantas sob estresse por Al em relação à cultivar tolerante. Dessa maneira, o fornecimento de NO, através de doador de óxido nítrico S-nitrosoglutationa GSNO, foi capaz de reverter alguns sintomas de toxidez nas plantas sensíveis permitindo a recuperação parcial da atividade fotossintética das mesmas.