Papel de diferentes fontes de selênio em aspectos fisiológicos de Pistia stratiotes submetida a estresse por arsênio
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Viçosa
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://locus.ufv.br/handle/123456789/33916 https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.804 |
Resumo: | Embora represente uma operação com grande impacto econômico e social na fabricação de bens de consumo e de geração de emprego, a mineração é a causa de inúmeras contaminações ambientais, seja pela deposição inadequada de resíduos, que podem conter metais pesados e metaloides, como o As, ou até mesmo pelo rompimento de barragens que podem atingir os cursos d’água, vegetações e locais habitados. Uma das alternativas para a redução das concentrações de elementos tóxicos em corpos hídricos contaminados é a fitorremediação, técnica que utiliza plantas tolerantes e/ou acumuladoras para remover o contaminante do local. Trabalhos têm demonstrado a capacidade da macrófita aquática flutuante Pistia stratiotes em atuar na redução de resíduos tóxicos em meios aquáticos. Entretanto, a eficiência do processo é limitada pela ação desses poluentes, quando em concentrações elevadas, sobre o metabolismo vegetal. Algumas substâncias podem ser utilizadas para aumentar essa capacidade fitorremediadora, como o selênio (Se), o qual pode atenuar os danos celulares causados pela presença de elementos tóxicos, por meio da redução da absorção e ativação do sistema antioxidante. A indução desses mecanismos de tolerância pode utilizar o processo de rustificação, o qual consiste em manter as plantas, previamente à exposição aos poluentes, em determinadas concentrações do selênio. Embora a maioria dos trabalhos com Se abordem apenas os efeitos benéficos desse elemento, nossos resultados demonstraram que, em concentrações acima das consideradas ótimas e por períodos prolongados de exposição, podem ocorrer danos irreversíveis para as plantas, sendo considerado, nesse caso, um agente promotor de estresse oxidativo. Entretanto, quando em dosagem adequada, o Se foi responsável pela melhoria e aumento da capacidade antioxidante do vegetal, bem como pelo aumento da taxa de crescimento relativo e de pigmentos fotossintéticos. Esses resultados demonstram que plantas tratadas previamente com concentrações adequadas de Se podem ter a sua capacidade fitorremediadora aumentada. Após a definição das concentrações ótimas e do tempo de exposição adequado ao Se com fontes de selenito e selenato (2 µM por 5 dias), que tiveram como objetivo induzir processo de rustificação das plantas, aperfeiçoando mecanismos de tolerância ao estresse, as plantas foram expostas a concentrações tóxicas de As, por 3 dias. Nossos resultados indicaram que, após o processo de rustificação com Se, plantas de P. stratiotes conseguiram tolerar o estresse causado pelo metaloide. O tratamento prévio com Se foi capaz de atenuar a maioria dos danos causados pelo estresse oxidativo desencadeado pela exposição ao As. Entre os principais resultados destacam-se a capacidade antioxidante enzimática que foi aprimorada, além disso, pela afinidade química com o enxofre, o sistema antioxidante não enzimático também foi melhorado, sobretudo o ciclo dos tióis, tudo isso impulsionado pela nutrição mineral mais robusta proporcionada pelo tratamento prévio com Se. Tais melhorias contribuíram para a redução da formação de espécies reativas de oxigênio e dos danos moleculares. Sendo assim, a exposição prévia ao Se, seja na forma de selenato ou selenito, se apresenta como tecnologia promissora a ser empregada em processos de fitorremediação, tornando-a mais eficaz. Palavras-chave: estresse oxidativo; fitorremediação; rustificação; tolerância. |
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Papel de diferentes fontes de selênio em aspectos fisiológicos de Pistia stratiotes submetida a estresse por arsênioRole of different selenium sources in physiological aspects of Pistia stratiotes maintained arsenic stressPistia stratiotes - FisiologiaEstresse oxidativoFitorremediaçãoPistia stratiotes - Efeito do arsênioFisiologia VegetalEmbora represente uma operação com grande impacto econômico e social na fabricação de bens de consumo e de geração de emprego, a mineração é a causa de inúmeras contaminações ambientais, seja pela deposição inadequada de resíduos, que podem conter metais pesados e metaloides, como o As, ou até mesmo pelo rompimento de barragens que podem atingir os cursos d’água, vegetações e locais habitados. Uma das alternativas para a redução das concentrações de elementos tóxicos em corpos hídricos contaminados é a fitorremediação, técnica que utiliza plantas tolerantes e/ou acumuladoras para remover o contaminante do local. Trabalhos têm demonstrado a capacidade da macrófita aquática flutuante Pistia stratiotes em atuar na redução de resíduos tóxicos em meios aquáticos. Entretanto, a eficiência do processo é limitada pela ação desses poluentes, quando em concentrações elevadas, sobre o metabolismo vegetal. Algumas substâncias podem ser utilizadas para aumentar essa capacidade fitorremediadora, como o selênio (Se), o qual pode atenuar os danos celulares causados pela presença de elementos tóxicos, por meio da redução da absorção e ativação do sistema antioxidante. A indução desses mecanismos de tolerância pode utilizar o processo de rustificação, o qual consiste em manter as plantas, previamente à exposição aos poluentes, em determinadas concentrações do selênio. Embora a maioria dos trabalhos com Se abordem apenas os efeitos benéficos desse elemento, nossos resultados demonstraram que, em concentrações acima das consideradas ótimas e por períodos prolongados de exposição, podem ocorrer danos irreversíveis para as plantas, sendo considerado, nesse caso, um agente promotor de estresse oxidativo. Entretanto, quando em dosagem adequada, o Se foi responsável pela melhoria e aumento da capacidade antioxidante do vegetal, bem como pelo aumento da taxa de crescimento relativo e de pigmentos fotossintéticos. Esses resultados demonstram que plantas tratadas previamente com concentrações adequadas de Se podem ter a sua capacidade fitorremediadora aumentada. Após a definição das concentrações ótimas e do tempo de exposição adequado ao Se com fontes de selenito e selenato (2 µM por 5 dias), que tiveram como objetivo induzir processo de rustificação das plantas, aperfeiçoando mecanismos de tolerância ao estresse, as plantas foram expostas a concentrações tóxicas de As, por 3 dias. Nossos resultados indicaram que, após o processo de rustificação com Se, plantas de P. stratiotes conseguiram tolerar o estresse causado pelo metaloide. O tratamento prévio com Se foi capaz de atenuar a maioria dos danos causados pelo estresse oxidativo desencadeado pela exposição ao As. Entre os principais resultados destacam-se a capacidade antioxidante enzimática que foi aprimorada, além disso, pela afinidade química com o enxofre, o sistema antioxidante não enzimático também foi melhorado, sobretudo o ciclo dos tióis, tudo isso impulsionado pela nutrição mineral mais robusta proporcionada pelo tratamento prévio com Se. Tais melhorias contribuíram para a redução da formação de espécies reativas de oxigênio e dos danos moleculares. Sendo assim, a exposição prévia ao Se, seja na forma de selenato ou selenito, se apresenta como tecnologia promissora a ser empregada em processos de fitorremediação, tornando-a mais eficaz. Palavras-chave: estresse oxidativo; fitorremediação; rustificação; tolerância.Although it represents an operation with a great economic and social impact in the manufacture of consumer goods and job creation, mining is the cause of numerous environmental contaminations, whether due to the inadequate disposal of waste, which may contain heavy metals and metalloids, such as arsenic (As), or even by the breaking of dams that can reach the watercourse, vegetation and inhabited places. One of the alternatives for reducing the concentrations of toxic elements in contaminated water bodies is phytoremediation. This technique uses tolerant plants and/or accumulators to remove contaminants from the site. Studies have demonstrated the capacity of the aquatic macrophyte Pistia stratiotes to act in the reduction of toxic residues in aquatic environments. However, the efficiency of the process is limited by the action of these pollutants, when in high concentrations, on plant metabolism. Some substances can increase this phytoremediation capacity, such as selenium (Se), which can attenuate cell damage caused by toxic elements, by reducing absorption and activating the antioxidant system. The induction of these tolerance mechanisms can use the hardening process, which consists of keeping the plants, before exposure to pollutants, at specific selenium concentrations. Although most works with Se only address the beneficial effects of this element, our results demonstrated that, in concentrations above those considered optimal and for prolonged periods of exposure, irreversible damage to plants could occur, being considered, in this case, an agent promoter of oxidative stress. However, when in optimum dosage, Se was responsible for improving and increasing the plant's antioxidant capacity, as well as increasing the relative growth rate and photosynthetic pigments. These results demonstrate that plants previously treated with adequate concentrations of Se can have their phytoremediation capacity increased. After defining the optimal concentrations and adequate exposure time to Se, a source of selenite and selenate (2 µM for 5 days), which aimed to induce the plant's hardening process, improving stress tolerance mechanisms, the plants were exposed to toxic concentrations of As for 3 days. Our results indicate that, after the hardening process with Se, P. stratiotes plants could tolerate the stress caused by the metalloid. The previous treatment with Se was able to attenuate most of the damage caused by the oxidative stress triggered by exposure to arsenic. Among the main results, the enzymatic antioxidant capacity was enhanced, in addition, due to the chemical affinity with sulfur, the non-enzymatic antioxidant system was also improved, especially the thiol cycle, all of this driven by the more robust mineral nutrition provided by the previous treatment with Se. Such improvements contributed to reducing the concentrations of reactive oxygen species and molecular damage. Therefore, prior exposure to Se, whether in the form of selenate or selenite, appears to be a promising technology for use in phytoremediation processes, making them more effective. Keywords: oxidative stress; phytoremediation; hardening; tolerance.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Universidade Federal de ViçosaOliveira, Juraci Alves dehttp://lattes.cnpq.br/4521224695669281Farnese, Fernanda dos SantosSilva, Vinícius Melo daNeves, Pedro Henrique Santos2025-04-29T18:07:21Z2024-09-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfNEVES, Pedro Henrique Santos. Papel de diferentes fontes de selênio em aspectos fisiológicos de Pistia stratiotes submetida a estresse por arsênio. 2024. 99 f. Tese (Doutorado em Fisiologia Vegetal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2024.https://locus.ufv.br/handle/123456789/33916https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.804porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFV2025-04-30T06:00:43Zoai:locus.ufv.br:123456789/33916Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452025-04-30T06:00:43LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false |
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Embora represente uma operação com grande impacto econômico e social na fabricação de bens de consumo e de geração de emprego, a mineração é a causa de inúmeras contaminações ambientais, seja pela deposição inadequada de resíduos, que podem conter metais pesados e metaloides, como o As, ou até mesmo pelo rompimento de barragens que podem atingir os cursos d’água, vegetações e locais habitados. Uma das alternativas para a redução das concentrações de elementos tóxicos em corpos hídricos contaminados é a fitorremediação, técnica que utiliza plantas tolerantes e/ou acumuladoras para remover o contaminante do local. Trabalhos têm demonstrado a capacidade da macrófita aquática flutuante Pistia stratiotes em atuar na redução de resíduos tóxicos em meios aquáticos. Entretanto, a eficiência do processo é limitada pela ação desses poluentes, quando em concentrações elevadas, sobre o metabolismo vegetal. Algumas substâncias podem ser utilizadas para aumentar essa capacidade fitorremediadora, como o selênio (Se), o qual pode atenuar os danos celulares causados pela presença de elementos tóxicos, por meio da redução da absorção e ativação do sistema antioxidante. A indução desses mecanismos de tolerância pode utilizar o processo de rustificação, o qual consiste em manter as plantas, previamente à exposição aos poluentes, em determinadas concentrações do selênio. Embora a maioria dos trabalhos com Se abordem apenas os efeitos benéficos desse elemento, nossos resultados demonstraram que, em concentrações acima das consideradas ótimas e por períodos prolongados de exposição, podem ocorrer danos irreversíveis para as plantas, sendo considerado, nesse caso, um agente promotor de estresse oxidativo. Entretanto, quando em dosagem adequada, o Se foi responsável pela melhoria e aumento da capacidade antioxidante do vegetal, bem como pelo aumento da taxa de crescimento relativo e de pigmentos fotossintéticos. Esses resultados demonstram que plantas tratadas previamente com concentrações adequadas de Se podem ter a sua capacidade fitorremediadora aumentada. Após a definição das concentrações ótimas e do tempo de exposição adequado ao Se com fontes de selenito e selenato (2 µM por 5 dias), que tiveram como objetivo induzir processo de rustificação das plantas, aperfeiçoando mecanismos de tolerância ao estresse, as plantas foram expostas a concentrações tóxicas de As, por 3 dias. Nossos resultados indicaram que, após o processo de rustificação com Se, plantas de P. stratiotes conseguiram tolerar o estresse causado pelo metaloide. O tratamento prévio com Se foi capaz de atenuar a maioria dos danos causados pelo estresse oxidativo desencadeado pela exposição ao As. Entre os principais resultados destacam-se a capacidade antioxidante enzimática que foi aprimorada, além disso, pela afinidade química com o enxofre, o sistema antioxidante não enzimático também foi melhorado, sobretudo o ciclo dos tióis, tudo isso impulsionado pela nutrição mineral mais robusta proporcionada pelo tratamento prévio com Se. Tais melhorias contribuíram para a redução da formação de espécies reativas de oxigênio e dos danos moleculares. Sendo assim, a exposição prévia ao Se, seja na forma de selenato ou selenito, se apresenta como tecnologia promissora a ser empregada em processos de fitorremediação, tornando-a mais eficaz. Palavras-chave: estresse oxidativo; fitorremediação; rustificação; tolerância. |
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