Da germinação à regeneração: o papel do alumínio (Al) e sua interação com os processos fisiológicos de espécies acumuladoras de Al do Cerrado

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Data

2023-08-26

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O Al é o metal mais abundante na crosta terrestre e, quando presente em solos ácidos (pH < 5,0), torna-se solúvel e tóxico para a maioria das espécies de plantas. Por outro lado, existem plantas que conseguem prosperar em solos com alta disponibilidade de Al e são chamadas de acumuladoras. Essas plantas acumulam grandes quantidades de Al em seus tecidos sem apresentar sinais de toxicidade. No capítulo 1 utilizamos as espécies Qualea grandiflora e Vochysia tucanorum (Vochysiaceae), plantas acumuladoras de Al nativas do Cerrado, para testarmos diferentes hipóteses. Neste estudo, testamos a germinação de sementes em meio de cultura com concentrações crescentes de Al e sob a influência do etileno (Et). As sementes foram cultivadas in vitro em meio MS (Murashige e Skoog 1962) a ¼ de força contendo 0, 90, 180, 270 e 320 μM de Al. As sementes foram tratadas com água e Et para o cultivo. Aqui evidenciamos que o Al impacta significativamente a germinação e o crescimento de Q. grandiflora e V. tucanorum e que o Et induziu a germinação em sementes de V. tucanorum sem Al, sugerindo um efeito substitutivo. O capítulo 2 fornece insights valiosos sobre o papel do Al na organogênese e na produção de compostos fenólicos nessas espécies. O impacto do alumínio (Al) na organogênese e na produção de compostos fenólicos dessas espécies foi observado em Al a 320 μM e ausência de BAP (6-Benzilaminopurina), resultou na regeneração de raízes adventícias em ambas. No entanto, a adição de BAP sem Al não gerou respostas de regeneração. A regeneração e o desenvolvimento de brotos foram observados quando 0,44 e 0,88 μM de BAP foram adicionados ao meio de cultura com 320 μM de Al. Além disso, ambas as espécies exibiram um notável conteúdo fenólico, que foi ainda mais aprimorado pela adição de Al e/ou BAP. A capacidade antioxidante dos extratos também aumentou significativamente com a adição de Al e/ou BAP. Essas abordagens podem fornecer perspectivas valiosas para estratégias de conservação e propagação dessas espécies do Cerrado.
Aluminum (Al) is the most abundant metal in the Earth's crust and, when present in acidic soils (pH < 5.0), becomes soluble and toxic to most plant species. Conversely, some plants thrive in soils with high Al availability and are termed accumulators. These plants accumulate large amounts of Al in their tissues without showing signs of toxicity. In Chapter 1, we employed the species Qualea grandiflora and Vochysia tucanorum (Vochysiaceae), Al-accumulating plants native to the Cerrado, to test different hypotheses. In this study, we examined seed germination in culture medium with increasing Al concentrations and under the influence of ethylene (Et). Seeds were cultured in vitro on 1/4-strength MS medium (Murashige and Skoog 1962) containing 0, 90, 180, 270, and 320 μM of Al. Seeds were treated with water and Et for cultivation. We highlighted that Al significantly impacts the germination and growth of Q. grandiflora and V. tucanorum, and Et induced germination in V. tucanorum seeds without Al, suggesting a substitutive effect. Chapter 2 provides valuable insights into the role of Al in organogenesis and phenolic compound production in these species. The impact of aluminum (Al) on organogenesis and phenolic compound production was observed at 320 μM Al and the absence of 6-Benzylaminopurine (BAP), resulting in the regeneration of adventitious roots in both species. However, the addition of BAP without Al did not generate regeneration responses. Regeneration and shoot development were observed when 0.44 and 0.88 μM BAP were added to the culture medium with 320 μM Al. Additionally, both species exhibited a notable phenolic content, further enhanced by the addition of Al and/or BAP. The antioxidant capacity of the extracts also significantly increased with the addition of Al and/or BAP. These approaches can provide valuable insights for conservation and propagation strategies for these Cerrado species.

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Palavras-chave

Plantas acumuladoras, Germinação de sementes, Organogênese, Espécies do Cerrado, Micropropagação, Al-accumulating plants, Seed germination, Organogenesis, Cerrado species, Micropropagation

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