Zinc toxicity and tolertance-related responses in Inga marginata and Allophylus edulis seedlings
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Em: Revista Árvore (Brazil) v. 48 p. 1-13; (2024)Sumário: Although zinc (Zn) is a micronutrient, excessive amounts in the soil can have toxic effects on plants. Fertilizers, limestone materials, pesticides, and fungicides added with Zn have contributed to increasing the concentration of this element in agricultural soils. Accordingly, it is necessary to find Zn-tolerant plant species to be properly used in degraded soil restoration programs. Thus, the current study aims to investigate the influence of different Zn concentrations on photosynthetic variables, antioxidant activity, and growth of I. marginata and A. edulis seedlings to determine their potential to be used as phytoremediation species. The experiment was installed in a 2×5 factorial scheme, with the first factor being two species (Allophylus edulis and Inga marginata), and the second factor: five concentrations of Zn (2, 75, 150, 225, and 300 μM), with three replications per treatment. Each sampling unit consisted of a pot with five plants. Photosynthetic, morphological variables of the shoot and root systems, chlorophyll
a fluorescence, photosynthetic pigments, antioxidant enzyme activity, lipid peroxidation, hydrogen peroxide concentration, and Zn accumulated in the roots and shoot were evaluated. Zn stress has activated an efficient antioxidant system, which reduced oxidative damage in the leaves of both species; consequently, it did not decrease shoot biomass production in Inga marginata and Allophylus edulis seedlings. High Zn accumulation in plant tissues and lack of negative effects on Inga marginata and Allophylus edulis shoot have suggested that these plant species are tolerant to Zn and may be indicated for Zn-polluted soil phytoremediation purposes. Keywords: Antioxidant System; Gas exchange; Mineral nutrition; Oxidative stress. Sumário: RESUMO – Embora o zinco (Zn) seja um micronutriente, quantidades excessivas no solo podem causar efeitos tóxicos às plantas. Fertilizantes, materiais calcários, pesticidas e fungicidas adicionados de Zn têm contribuído para aumentar a concentração deste elemento nos solos agrícolas. Dessa forma, é necessário encontrar espécies de plantas tolerantes ao Zn para serem adequadamente utilizadas em programas de restauração de solos degradados. Assim, o presente estudo tem como objetivo investigar a influência de diferentes concentrações de Zn nas variáveis fotossintéticas, na atividade antioxidante e no crescimento de mudas de I. marginata e A. edulis para determinar seu potencial para serem utilizadas como espécies fitorremediadoras. O experimento foi instalado em esquema fatorial 2×5, sendo o primeiro fator duas espécies (Allophylus edulis e Inga marginata), e o segundo fator: cinco concentrações de Zn (2, 75, 150, 225 e 300μM), com três repetições por tratamento. Cada unidade
amostral foi constituída por um vaso com cinco plantas. Foram avaliadas variáveis fotossintéticas, morfológicas da parte aérea e do sistema radicular, fluorescência da clorofila a, pigmentos fotossintéticos, atividade de enzimas antioxidantes, peroxidação lipídica, concentração de peróxido de hidrogênio e Zn acumulado nas raízes e na parte aérea. O estresse por Zn ativou um eficiente sistema
antioxidante, que reduziu o dano oxidativo nas folhas de ambas as espécies; consequentemente,
não diminuiu a produção de biomassa aérea em mudas de Inga marginata e Allophylus edulis. O alto acúmulo de Zn nos tecidos vegetais e a falta de efeitos negativos na parte aérea de Inga marginata e Allophylus edulis sugeriram que essas espécies de plantas são tolerantes ao Zn e podem ser indicadas para fins de fitorremediação de solos poluídos com Zn. Palavras-Chave: Estresse oxidativo; Nutrição
mineral; Sistema Antioxidante; Troca gasosa.
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Biblioteca Nacional de Agricultura - Binagri Agrobase - Periódicos | Periódicos agrícolas | 2024 48(32 artigos) | Online | 2024-7729 |
Summaries (En, Pt); 27 ref.; 4 illus.
Although zinc (Zn) is a micronutrient, excessive amounts in the soil can have toxic effects on plants. Fertilizers, limestone materials, pesticides, and fungicides added with Zn have contributed to increasing the concentration of this element in agricultural soils. Accordingly, it is necessary to find Zn-tolerant plant species to be properly used in degraded soil restoration programs. Thus, the current study aims to investigate the influence of different Zn concentrations on photosynthetic variables, antioxidant activity, and growth of I. marginata and A. edulis seedlings to determine their potential to be used as phytoremediation species. The experiment was installed in a 2×5 factorial scheme, with the first factor being two species (Allophylus edulis and Inga marginata), and the second factor: five concentrations of Zn (2, 75, 150, 225, and 300 μM), with three replications per treatment. Each sampling unit consisted of a pot with five plants. Photosynthetic, morphological variables of the shoot and root systems, chlorophyll
a fluorescence, photosynthetic pigments, antioxidant enzyme activity, lipid peroxidation, hydrogen peroxide concentration, and Zn accumulated in the roots and shoot were evaluated. Zn stress has activated an efficient antioxidant system, which reduced oxidative damage in the leaves of both species; consequently, it did not decrease shoot biomass production in Inga marginata and Allophylus edulis seedlings. High Zn accumulation in plant tissues and lack of negative effects on Inga marginata and Allophylus edulis shoot have suggested that these plant species are tolerant to Zn and may be indicated for Zn-polluted soil phytoremediation purposes. Keywords: Antioxidant System; Gas exchange; Mineral nutrition; Oxidative stress.
RESUMO – Embora o zinco (Zn) seja um micronutriente, quantidades excessivas no solo podem causar efeitos tóxicos às plantas. Fertilizantes, materiais calcários, pesticidas e fungicidas adicionados de Zn têm contribuído para aumentar a concentração deste elemento nos solos agrícolas. Dessa forma, é necessário encontrar espécies de plantas tolerantes ao Zn para serem adequadamente utilizadas em programas de restauração de solos degradados. Assim, o presente estudo tem como objetivo investigar a influência de diferentes concentrações de Zn nas variáveis fotossintéticas, na atividade antioxidante e no crescimento de mudas de I. marginata e A. edulis para determinar seu potencial para serem utilizadas como espécies fitorremediadoras. O experimento foi instalado em esquema fatorial 2×5, sendo o primeiro fator duas espécies (Allophylus edulis e Inga marginata), e o segundo fator: cinco concentrações de Zn (2, 75, 150, 225 e 300μM), com três repetições por tratamento. Cada unidade
amostral foi constituída por um vaso com cinco plantas. Foram avaliadas variáveis fotossintéticas, morfológicas da parte aérea e do sistema radicular, fluorescência da clorofila a, pigmentos fotossintéticos, atividade de enzimas antioxidantes, peroxidação lipídica, concentração de peróxido de hidrogênio e Zn acumulado nas raízes e na parte aérea. O estresse por Zn ativou um eficiente sistema
antioxidante, que reduziu o dano oxidativo nas folhas de ambas as espécies; consequentemente,
não diminuiu a produção de biomassa aérea em mudas de Inga marginata e Allophylus edulis. O alto acúmulo de Zn nos tecidos vegetais e a falta de efeitos negativos na parte aérea de Inga marginata e Allophylus edulis sugeriram que essas espécies de plantas são tolerantes ao Zn e podem ser indicadas para fins de fitorremediação de solos poluídos com Zn. Palavras-Chave: Estresse oxidativo; Nutrição
mineral; Sistema Antioxidante; Troca gasosa.

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