Nutritional disorder in Pfaffia glomerata by mercury excess in nutrient solution / Desordem nutricional em Pfaffia glomerata pelo excesso de mercúrio em solução nutritiva

ABSTRACT: The mineral nutritional homeostasis in response to different concentrations of Hg (0, 25 and 50μM) was evaluated in Pfaffia glomerata plant. The exposure to the highest level of Hg (50µM) caused a decreasing in shoot and root fresh weights of 15.5% and 20%, respectively. Both shoot and root Hg concentrations increased linearly with increasing external Hg concentrations. Ca concentration decreased in shoot only at 50µM Hg, whereas shoot K and Mg concentrations decreased at both 25 and 50µM Hg, when compared to the control. A significant decrease in Cu, Zn, Fe and Mn concentrations in plants exposed to Hg was observed, but most Zn, Mn, and Cu in the roots. On the other hand, P concentration increased in both root and shoot of plants exposed at 25 and 50µM Hg, whereas Na concentration increased only in the root at 25 and 50µM Hg exposure. In general, tissue nutrient concentrations in P. glomerata plantlets exposed to Hg were significantly decreased, which indicates that the Hg may cause alteration on the mineral nutritional homeostasis of this species.

RESUMO: A homeostase nutricional mineral em resposta a diferentes concentrações de Hg (0, 25 e 50μM) foram avaliadas em plantas de Pfaffia glomerata. A exposição ao mais alto nível de Hg (50µM) causou um decréscimo de 15,5% e 20%, respectivamente, na matéria fresca da parte aérea e raízes. As concentrações de Hg na parte aérea e raízes aumentaram linearmente com o aumento das concentrações de Hg. A concentração de Ca decresceu na parte aérea somente em 50µM Hg, enquanto as concentrações de K e Mg na parte aérea decresceram tanto em 25 como em 50µM Hg, quando comparado ao controle. Observou-se um significativo decréscimo nas concentrações de Cu, Zn, Fe e Mn nas plantas expostas ao Hg, mas principalmente Zn, Mn e Cu nas raízes. Por outro lado, a concentração de P aumentou em raízes e parte aérea de plantas expostas a 25 e 50µM Hg, enquanto a concentração de Na aumentou somente nas raízes em 25 e 50µM Hg. No geral, as concentrações de nutrientes nos tecidos de P. glomerata expostas ao Hg foram significativamente diminuídas, o que indica que o Hg pode causar alterações na homeostase nutricional mineral dessa espécie.

Aluminum accumulation in two Pfaffia glomerata genotypes and its growth effects / Acumulação de alumínio em dois genótipos de Pfaffia glomerata e seus efeitos no crescimento

Aluminum (Al) toxicity is a limiting factor for crop production in acid soils, which cover approximately 60% of the Brazilian territory. This study aimed to evaluate the effects of Al on growth and tissue Al concentration of two Pfaffia glomerata accessions (BRA and JB/UFSM). Plantlets were grown in a hydroponic system with five Al concentrations (0, 50, 100, 150 and 200mg L-1) for 7 days. Most of the evaluated parameters presented significant interaction between both P. glomerata accessions and Al levels in nutrient solution and, in general, Al treatments negatively affected plant growth, especially roots. Moreover, BRA accession showed higher Al accumulation in its tissues than JB/UFSM and, consequently in BRA accession the growth was impaired substantially. Furthermore, the results suggest that, between P. glomerata accessions studied, BRA is less appropriated for medicinal uses when grown in soils with high Al levels, due to the higher accumulation of tissue Al content. .

A toxidez do alumínio (Al) é um fator limitante da produção agrícola em solos ácidos, os quais cobrem cerca de 60% do território Brasileiro. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do Al no crescimento e na concentração de Al nos tecidos de dois acessos de Pfaffia glomerata (BRA e JB/UFSM). As plantas foram cultivadas em sistema hidropônico, contendo cinco concentrações de Al (0, 50, 100, 150 e 200mg L-1) por 7 dias. Para a maioria dos parâmetros avaliados, houve interação significativa entre os dois acessos de P. glomerata e as concentrações de Al, sendo que, de modo geral, os tratamentos com Al afetaram negativamente o crescimento das plantas, especialmente as raízes. Além disso, o acesso BRA acumulou mais Al nos tecidos que o acesso JB/UFSM e, consequentemente, os parâmetros de crescimento foram afetados mais significativamente naquele acesso. Portanto, nossos resultados sugerem que, entre os acessos de P. glomerata estudados, BRA é menos indicado para usos medicinais quando cultivado em solos com altos níveis de Al, por acumular mais Al em seus tecidos.

Micronutrient concentration in potato clones with distinct physiological sensitivity to Al stress / Concentração de micronutrientes em clones de batata com distinta sensibilidade fisiológica ao estresse de alumínio

The objective of this study was to evaluate the effects of aluminum (Al) on the zinc (Zn), manganese (Mn), iron (Fe) and copper (Cu) concentrations in four potato clones (Macaca and Dakota Rose: both Al-sensitive clones; and SMIC148-A and Solanum microdontum: both Al-tolerant-clones), grown in a nutrient solution (pH 4.00) with 0, 50, 100, 150 and 200mg Al L-1. Root Zn and Fe concentrations decreased linearly with the increase of Al levels in Macaca, SMIC148-A and Dakota Rose and increased linearly in S. microdontum. Shoot Zn concentration showed a quadratic relationship with Al in S. microdontum and SMIC148-A, but a curvilinear response in Dakota Rose. Shoot Fe concentration showed a quadratic relationship with Al in S. microdontum, SMIC148-A and Dakota Rose. Root Mn concentration decreased linearly in Macaca and SMIC148-A, and increased linearly in S. microdontum with Al levels. Mn concentration showed a quadratic relationship with Al in roots of Dakota Rose and in shoot of SMIC148-A, and increased curvilinearly with Al levels in shoot of Dakota Rose. In shoot, there was no alteration in Zn, Fe and Mn in Macaca and Mn concentration in S. microdontum. Roots and shoot Cu concentration increased linearly in Dakota Rose, and showed quadratic relationship with Al in Macaca. Roots Cu concentration showed a quadratic relationship with Al levels in S. microdontum and SMIC148-A. Shoot Cu concentration increased linearly in S. microdontum, and decreased linearly in SMIC148-A. Therefore, the excessive Al accumulation affected the uptake and distribution of Zn, Fe, Mn and Cu in roots and shoot of potato clones.The response of shoot Cu concentration to Al was less altered in the Al-tolerant clones than was in Al-sensitive clones. Aluminum tolerance in S. microdontum may be connected with greater levels of Zn, Fe and Mn in the roots.

O objetivo deste estudo foi caracterizar o efeito do alumínio (Al) na concentração de zinco (Zn), manganês (Mn), ferro (Fe) e cobre (Cu) em quatro clones de batata (Macaca e Dakota Rose: sensíveis ao Al; e SMIC148-A e Solanum microdontum: tolerantes ao Al) crescendo em solução nutritiva (pH 4,0) com 0, 50, 100, 150 e 200mg Al L-1. A concentração de Zn e Fe em raízes diminuiu linearmente com o aumento dos níveis de Al nos clones Macaca, SMIC148-A e Dakota Rose e aumentou linearmente em S. microdontum. Na parte aérea, a concentração de Zn mostrou resposta quadrática ao Al em S. microdontum e SMIC148-A, enquanto no clone Dakota Rose houve uma resposta cúbica. Nos clones S. microdontum, SMIC148-A e Dakota Rose, a concentração de Fe mostrou resposta quadrática ao Al. A concentração de Mn em raízes diminuiu linearmente em relação ao Al nos clones Macaca e SMIC148-A e aumentou linearmente em S. microdontum. Para Dakota Rose e SMIC148-A, a concentração de Mn mostrou uma resposta quadrática em relação ao Al em raízes e parte aérea. A concentração de Mn na parte aérea aumentou de forma cúbica com os níveis de Al no clone Dakota Rose. Na parte aérea, não houve alteração na concentração de Zn e Fe na Macaca e de Mn nos clones Macaca e S. microdontum. Em raízes e na parte aérea, a concentração de Cu aumentou linearmente no clone Dakota Rose e mostrou resposta quadrática no clone Macaca. A concentração de Cu mostrou resposta quadrática com os níveis de Al em raízes dos clones S. microdontum e SMIC148-A. Na parte aérea, a concentração de Cu aumentou linearmente no clone S. microdontum e diminuiu linearmente no clone SMIC148-A com o aumento nos níveis de Al. Portanto, a acumulação excessiva de Al afetou negativamente a absorção e a distribuição de Zn, Fe, Mn e Cu nas raízes e na parte aérea dos clones de batata. A resposta da concentração de Cu na parte aérea ao Al foi menos alterada nos clones Al-tolerantes que naqueles Al-sensíveis. A tolerância ao...

Presence of multiple acid phosphatases activity in seedlings of cucumber, radish and rocket salad

Acid phosphatases (3.1.3.2) are a group of enzymes widely distributed in nature, which catalyze the hydrolysis of a variety of phosphate esters in the pH range of 4-6. We confirmed the presence of acid phosphatases in seedlings of cucumber (Cucumis sativus), radish (Raphanus sativus) and rocket salad (Eruca vesicaria) under different assay conditions using a rapid and simple preparation. The results showed that the optimum pH and temperature used for all species were close to 5.5 and 35°C, respectively. The enzyme was inhibited by molybdate, fluoride, azide, levamisole, orthovanadate, Zn2+ and Cu2+. Suramin had no effect on enzyme activity. The acid phosphatase from cucumber, radish and rocket salad hydrolyzed a wide variety of phosphate esters and the highest activity was observed with PPi, ATP and GTP. These results demonstrate that the enzyme investigated in this study is different from well known ester phosphate cleaving plant enzymes (apyrase and inorganic pyrophosphatases) and this preparation could be a useful tool to future toxicological studies and to study initially all isoforms of acid phosphatase.

As fosfatases ácidas (3.1.3.2) são um grupo de enzimas amplamente distribuídas na natureza, as quais catalisam a hidrólise de uma variedade de ésteres de fosfato com uma variação de pH entre quatro e seis. Foi confirmada a presença de fosfatases ácidas em plântulas de pepino (Cucumis sativus), rabanete (Raphanus sativus) e rúcula (Eruca vesicaria) sob diferentes condições de ensaio usando uma preparação rápida e simples. Os resultados mostraram que o pH e a temperatura ótimos para todas as espécies foram 5,5 e 35°C, respectivamente. A enzima foi inibida por molibdato, fluoreto, azida, levamisole, ortovanadato, Zn2+ e Cu2+. O inibidor suramim não afetou a atividade enzimática. As fosfatases ácidas de pepino, rabanete e rúcula hidrolisaram uma ampla variedade de ésteres de fosfato e a maior atividade foi observada com PPi, ATP e GTP para pepino e rabanete e PPi, frutose-6-fosfato e GTP para rúcula. Esses resultados demonstraram que a enzima investigada neste estudo é diferente das conhecidas enzimas de plantas que clivam ésteres de fosfato (apirase e pirofosfatases inorgânicas). Desse modo, esta preparação pode ser uma ferramenta útil para futuros estudos toxicológicos e para se estudar inicialmente todas as isoformas das fosfatases ácidas.