Nanopartículas de ZnO e moléculas doadoras de óxido nítrico no cultivo de arroz: avaliação do efeito sinérgico na mitigação de elementos tóxicos e biofortificação com Zn

• Processo: 20/00392-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
• Pesquisador responsável: Bruno Lemos Batista
• Beneficiário: Rodrigo Mendes Pereira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Assunto(s): Nanotecnologia Nanopartículas Arroz Óxido de zinco Óxido nítrico Elementos tóxicos Biofortificação Zinco Segurança alimentar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: arroz | biofortificação com zinco | Fome Oculta | mitigação de elementos tóxicos | Nanotecnologia | segurança alimentar | Fitotecnia

Resumo

A grande demanda por alimentos amplamente consumidos mundialmente, como o arroz, é responsável pelo aumento da procura por estratégias que permitam aumentar a produtividade desse tipo de cultura. No entanto, também existe uma grande preocupação com relação à produção de alimentos ricos nutricionalmente e, principalmente, com concentrações desprezíveis de contaminantes. Diversas tecnologias têm sido desenvolvidas e aplicadas na agricultura visando o aumento da produtividade e, principalmente, maior resistência a pragas e fatores abióticos. Apesar disso, são escassas as tecnologias que, além desses benefícios, possibilitem a mitigação de elementos tóxicos oriundos do cultivo (solo, água, ar, etc.) e, ainda, a biofortificação com elementos essenciais. Nesse sentido, o uso de nanopartículas (NPs) contendo elementos essenciais, como o Zn, deve ser enfatizado em vista dos resultados promissores que têm sido apresentados nos últimos anos. No entanto, são escassos os estudos que avaliam o efeito da aplicação dessas NPs na mitigação de elementos tóxicos. Além disso, alguns estudos demonstram ser necessária a aplicação de concentrações mais elevadas desses produtos durante o desenvolvimento das plantas para a biofortificação, o que geralmente resulta em efeitos fitotóxicos. Por outro lado, a aplicação de óxido nítrico exógeno no cultivo de plantas tem se mostrado uma estratégia promissora para a redução do estresse oxidativo ocasionado por elevadas concentrações de metais. Importante destacar que, embora existam evidências que ambas tecnologias (NPs metálicas e NO exógeno) tenham potencial para aplicação na agricultura, não existem estudos demonstrando seu uso concomitante no cultivo de arroz. Assim, o objetivo deste projeto é sintetizar e caracterizar NPs de ZnO e avaliar a sua aplicação, na presença e ausência de doadores de NO (S-nitrosoglutationa - GSNO), no cultivo de arroz visando à mitigação de elementos tóxicos (como As, Cd e Pb), a biofortificação dos grãos de arroz com Zn e, ainda, o aumento de produtividade de grãos. Para isso, pretende-se adaptar métodos de síntese da literatura e realizar a caracterização dos produtos por técnicas bem estabelecidas. Os ensaios com arroz ocorrerão em três etapas e as NPs de ZnO + GSNO serão aplicadas diretamente às folhas (aplicação foliar por pulverização). Um tratamento com ZnSO4 (Zn na forma iônica) também será avaliado a fim de comparação. Na primeira etapa, o cultivo do arroz será realizado em vasos, dentro de casa de vegetação, da germinação da semente até o final da fase vegetativa como uma forma preliminar de avaliação dos tratamentos com ZnSO4 ou NPs de ZnO, na presença ou ausência de GSNO. Na segunda etapa, o cultivo do arroz também será realizado em vasos, mas o experimento será conduzido da germinação da semente até o final da fase reprodutiva. Em ambas etapas diversos tratamentos com concentrações variadas de ZnSO4 ou NPs de ZnO serão avaliados e, ao final da segunda etapa, o tratamento que proporcionar os melhores resultados associados a mitigação de As, Cd e Pb, biofortificação com Zn e desenvolvimento da planta (avaliado através de variáveis morfológicas, fisiológicas e bioquímicas) será selecionado. Na terceira etapa, um ensaio em campo será conduzido com o intuito de confirmar a eficácia do tratamento selecionado e, ainda, avaliar os seus efeitos na mitigação de As, Cd e Pb e bioforftificação com Zn, sua influência na produtividade de grãos. Adicionalmente, pretende-se estabelecer um método analítico que possibilite o dimensionamento de NPs de ZnO no arroz, uma vez que as técnicas comumente utilizadas para essa finalidade apresentam limitações para a análise de matrizes vegetais. (AU)