Relação entre enxofre e os mecanismos de detoxificação de cádmio (111Cd) em plantas de Panicum maximum cv. Tanzânia

• Processo: 14/16731-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de junho de 2015
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: José Lavres Junior
• Beneficiário: Flávio Henrique Silveira Rabêlo
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/21562-2 - Síntese de fitoquelatinas e expressão de genes envolvidos no controle do estresse oxidativo e na detoxificação de cádmio em Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia suprido com enxofre, BE.EP.DR
• Assunto(s): Fitorremediação Fitoquelatinas Metais pesados Pastagens Panicum maximum Poluição ambiental
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alterações ultra-estruturais | fitoquelatinas | fitorremediação | Metais Pesados | Pastagens | Poluição Ambiental | Nutrição Mineral de Plantas e Fisiologia do Estresse oxidativo

Resumo

Dependendo da quantidade absorvida e da localização nos tecidos vegetais, o cádmio (Cd) altera o desenvolvimento e o crescimento das plantas com maior ou menor intensidade, dificultando o cultivo em ambientes contaminados. Esse problema estimula a busca por alternativas que minimizem os impactos causados pelo Cd ao ambiente. O suprimento de enxofre (S) para as plantas cultivadas em ambientes contaminados é uma alternativa para minimizar a intensidade dos danos causados pelo Cd às plantas. Essa tecnologia também pode ser promissora para aumentar a fitoextração do elemento tóxico, principalmente no cultivo de plantas que apresentam alta produção de biomassa. Portanto, objetivar-se-á com esse estudo verificar os principais mecanismos de detoxificação de Cd do Panicum maximum cv. Tanzânia e seu potencial para fitoextração, bem como analisar o efeito do suprimento de S na: absorção e distribuição de Cd; localização do Cd no sistema radicular; biosíntese de ácidos orgânicos; biosíntese de cisteína, glutationa, fitoquelatinas e outros compostos tiol; e em alterações ultraestruturais de tecidos do sistema radicular e da parte aérea (colmos e lâminas foliares). A hipótese a ser verificada é que o suprimento de S aumentará a biosíntese de cisteína, glutationa, fitoquelatinas e outros compostos tiol que associados a outros mecanismos de complexação de Cd, como os ácidos orgânicos, irão diminuir os danos causados pelo metal. Dessa forma, espera-se que as alterações ultraestruturais (notadamente nos cloroplastos) das plantas de Panicum maximum cv. Tanzânia supridas com S sejam menos pronunciadas em relação às plantas menos nutridas em S. Espera-se também que o Panicum maximum cv. Tanzânia acumule mais Cd em apoplasto, uma vez que esse fato é determinante para a tolerância aos metais pesados em dicotiledôneas. De maneira geral, espera-se que a tolerância ao Cd de plantas de Panicum maximum cv. Tanzânia supridas com S aumente e sustente a indicação da adubação com S em ambientes contaminados por Cd. O experimento será desenvolvido em casa de vegetação, em solução nutritiva, com três doses de S (0,1; 1,9 e 3,7 mmol L-1) e três doses de Cd (0,0; 0,1 e 0,5 mmol L-1), em esquema fatorial 3x3. Ao final do período de crescimento das plantas serão avaliados: produção de biomassa, a concentração e oacúmulo de Cd e S nos tecidos vegetais, as concentrações de Cd em apoplasto e simplasto radicular, localização do Cd no sistema radicular, alterações ultraestruturais, concentração de ácidos orgânicos e biosíntese de cisteína, glutationa, fitoquelatinas e outros compostos tiol. Os resultados serão submetidos à análise de variância e as médias dos tratamentos serão comparadas pelo teste Tukey a 5% de significância. (AU)

Publicações científicas

(7)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SILVEIRA RABELO, FLAVIO HENRIQUE; MORAL, RAFAEL DE ANDRADE; LAVRES, JOSE. Integrating Biochemical, Morpho-physiological, Nutritional, and Productive Responses to Cd Accumulation in Massai Grass Employed in Phytoremediation. WATER AIR AND SOIL POLLUTION, v. 230, n. 5, MAY 2019. (15/21562-2, 14/18735-0, 14/16731-7, 14/03310-3)

SILVEIRA RABELO, FLAVIO HENRIQUE; JORDAO, LUIZ TADEU; LAVRES, JOSE. A glimpse into the symplastic and apoplastic Cd uptake by Massai grass modulated by sulfur nutrition: Plants well-nourished with S as a strategy for phytoextraction. Plant Physiology and Biochemistry, v. 121, p. 48-57, DEC 2017. (15/21562-2, 14/18735-0, 14/16731-7)

SILVEIRA RABELO, FLAVIO HENRIQUE; LUX, ALEXANDER; ROSSI, MONICA LANZONI; MARTINELL, ADRIANA PINHEIRO; CUYPERS, ANN; LAVRES, JOSE. Adequate S supply reduces the damage of high Cd exposure in roots and increases N, S and Mn uptake by Massai grass grown in hydroponics. ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY, v. 148, p. 35-46, APR 2018. (15/21562-2, 14/18735-0, 14/16731-7)

SILVEIRA RABELO, FLAVIO HENRIQUE; FERNIE, ALISDAIR ROBERT; NAVAZAS, ALEJANDRO; BORGO, LUCELIA; KEUNEN, ELS; DE ALCANTARA DA SILVA, BERENICE KUSSUMOTO; CUYPERS, ANN; LAVRES, JOSE. A glimpse into the effect of sulfur supply on metabolite profiling, glutathione and phytochelatins in Panicum maximum cv. Massai exposed to cadmium. ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY, v. 151, p. 76-88, JUL 2018. (15/21562-2, 14/18735-0, 14/16731-7)

RABELO, FLAVIO HENRIQUE SILVEIRA; LAVRES, JOSE; RAMIRES, THIAGO GENTIL; ALLEONI, LUIS REYNALDO FERRACCIU. Diagnosis and recommendation integrated system and nutritional balance index reveal Cd-induced nutritional disorders in Panicum maximum assayed for Cd phytoextraction. BIOREMEDIATION JOURNAL, v. 24, n. 4, p. 265-282, NOV 5 2020. (14/18735-0, 15/21562-2, 12/12894-3, 17/11299-8, 14/16731-7, 12/11859-0, 18/07190-3)

SILVEIRA RABELO, FLAVIO HENRIQUE; BORGO, LUCELIA; KEUNEN, ELS; DOS REISE, ANDRE RODRIGUES; MARTINELLI, ADRIANA PINHEIRO; CUYPERS, ANN; LAVRES, JOSE. Enzymatic antioxidants-Relevant or not to protect the photosynthetic system against cadmium-induced stress in Massai grass supplied with sulfur?. ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY, v. 155, p. 702-717, NOV 2018. (14/18735-0, 17/12367-7, 14/16731-7, 15/21562-2)

RABELO, FLAVIO HENRIQUE SILVEIRA; VANGRONSVELD, JACO; BAKER, ALAN J. M.; VAN DER ENT, ANTONY; ALLEONI, LUIS REYNALDO FERRACCIU. Are Grasses Really Useful for the Phytoremediation of Potentially Toxic Trace Elements? A Review. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 12, NOV 24 2021. (14/18735-0, 12/11859-0, 15/21562-2, 18/07190-3, 17/11299-8, 12/12894-3, 14/16731-7)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

RABÊLO, Flávio Henrique Silveira. Suprimento de enxofre como tecnologia sustentável para fitoextração: efeitos na absorção e detoxificação de cádmio em Panicum maximum Jacq. cv. Massai. 2018. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB) Piracicaba.