Acúmulo de alumínio em espécies tolerantes: distribuição do Al na planta e relação com o solo - Timpone, Luá Taibo [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
O alumínio (Al) é um dos principais constituintes do solo, principalmente na forma de alumino-silicatos. Em solos ácidos (pH < 5,0), o Al é solubilizado em outras formas, incluindo o Al3+, tornando-se tóxico às plantas sensíveis. Porém, inúmeras espécies de plantas nativas desenvolveram mecanismos de resistência à toxicidade ao Al, como a complexação do Al com ácidos orgânicos (tolerância externa), ou ainda, a absorção e acúmulo de Al em suas folhas sem danos aparentes (tolerância interna). As espécies que armazenam no mínimo 1.000 mg de Al kg-1 de folha seca são classificadas como acumuladoras de Al e pertencem a poucas famílias, como Melastomataceae, Rubiaceae, Vochysiaceae. Apesar das raízes serem o primeiro órgão de contato das plantas com o Al, nos estudos de campo, as avaliações de Al são geralmente limitadas às suas folhas. Ademais, no Brasil, o Al trocável dos solos ácidos e distróficos não ocorre apenas no Cerrado, mas também na região Amazônica e na Mata Atlântica. Portanto, buscando ampliar os limites dos estudos realizados anteriormente, nosso objetivo consistiu em verificar a capacidade das espécies nativas em direcionar o Al para outros órgãos além de suas folhas. Assim testamos as seguintes hipóteses: (1) se as espécies de plantas nativas do Cerrado que não acumulam Al em suas folhas podem fazê-lo em suas raízes e (2) se espécies acumuladoras de Al apresentam outros sítios de acúmulo que não suas folhas. Além disso, procuramos espécies acumuladoras de Al do gênero Miconia na Mata Atlântica e (3) testamos se o acúmulo de Al em suas folhas está relacionado à disponibilidade de Al no solo. Sendo assim, para testar H1 investigamos a presença de Al nas raízes e folhas de duas espécies acumuladoras Vochysia tucanorum e Qualea grandiflora (Vochysiaceae) e duas espécies de não acumuladoras Xylopia aromatica (Annonaceae) e Caryocar brasiliense (Caryocaraceae), nativas do Cerrado. A partir das análises de concentração do Al nesses órgãos, verificamos que as plantas não acumuladoras apresentam mínimas concentrações de Al nas folhas e raízes. Além disso, para testar H2 elegemos Miconia albicans (Sw) Triana, uma espécie acumuladora de Al do Cerrado, para avaliar a distribuição do Al por toda a planta. A partir da concentração de Al nas diferentes estruturas vegetativas (folha, raiz, casca, caule) e reprodutivas (inflorescência, racemo, frutos), encontramos que em M. albicans, o acúmulo de Al não está restrito a alguns tecidos/órgãos, sendo maior nos órgãos senescentes, que poderia ser uma maneira de eliminar Al da planta. E por fim, para testar H3 investigamos se existe associação entre a concentração do Al nas folhas de plantas acumuladoras e a disponibilidade de Al no solo, fizemos coletas de folhas do gênero Miconia e de amostras solo, em 11 diferentes gradientes altitudinais, da Mata Atlântica. Encontramos 27 espécies de Miconia spp. que podem ser consideradas acumuladoras. Além disso, as análises de saturação por Al no solo (m%) evidenciaram que apesar do m% aumentar com as altitudes, as espécies de Miconia spp. acumuladoras encontradas não respondem à variação da saturação do Al no solo.

Aluminum (Al) is one of the main constituents of soil, mainly in the form of aluminosilicates. In acidic soils (pH < 5.0), Al is solubilized in other forms, including Al3+, becoming toxic to sensitive plants. However, several native plant species have developed mechanisms of resistance to Al toxicity, such as the complexation of Al with organic acids (external tolerance), or the absorption and accumulation of Al in their leaves without apparent damage (internal tolerance). Species that store at least 1000 mg of Al kg-1 of dry leaves are important as Al accumulators and belong to a few families, such as Melastomataceae, Rubiaceae, Vochysiaceae. Although roots are the plants' first contact organ with Al, in field studies, Al assessments are generally limited to their leaves. Furthermore, in Brazil, the exchange of acidic and dystrophic soils does not only occur in the Cerrado, but also in the Amazon region and the Atlantic Forest. Therefore, searching to expand the limits of previous studies, our objective is to verify the ability of native species to direct Al to organs other than their leaves. Therefore, we tested the following hypotheses: (1) whether plant species native to the Cerrado that do not accumulate Al in their leaves can do in their roots and (2) whether species that accumulate Al have other accumulation sites than their leaves. Furthermore, we searched for Al-accumulating species of the genus Miconia in the Atlantic Forest and (3) tested whether Al accumulation in their leaves is related to Al availability in the soil. Therefore, to test H1 we investigated the presence of Al in the roots and leaves of two accumulated species Vochysia tucanorum and Qualea grandiflora (Vochysiaceae) and two non-accumulated species Xylopia aromatica (Annonaceae) and Caryocar brasiliense (Caryocaraceae), native to the Cerrado. From the concentration analyzes of all these organs, we found that the non-accumulated plants had minimum concentrations of all leaves and roots. Furthermore, to test H2 we chose Miconia albicans (Sw) Triana, an Al-accumulating species from the Cerrado, to evaluate the distribution of Al throughout the plant. Based on the concentration of Al in the different vegetative (leaf, root, bark, stem) and reproductive (inflorescence, raceme, fruits) structures found in M. albicans, the accumulation of Al is not restricted to some tissues/organs, being greater in senescent organs, which could be a way to eliminate Al from the plant. And finally, to test H3, we investigated whether there is an association between the concentration of Al in the leaves of accumulated plants and the availability of Al in the soil. We collected leaves of the genus Miconia and soil samples, in 11 different altitudinal gradients, from the Mata Atlantic. I found 27 species of Miconia spp. that can be considered hoarded. Furthermore, analyzes of Al saturation in the soil (m%) showed that despite the increase in m% with altitude, Miconia spp. Accumulators found did not fluctuate with variation in Al saturation in the soil.
Aluminum accumulation in tolerant species: Al distribution in the plant and relationship with the soil
Keywords: Solo ácido; Espécies acumuladoras de alumínio; Espécies não acumuladoras de alumínio; Cerrado; Miconia spp.; Al-accumulating species; Non-Al-accumulating species; Acid soil; Brazilian savanna