COMPETÊNCIA DO Allium cepa COMO MODELO EM BIOENSAIOS DE FITOTOXICIDADE

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Neuza da Mota Batista
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1 COMPETÊNCIA DO Allium cepa COMO MODELO EM BIOENSAIOS DE FITOTOXICIDADE Barbosa, R. M. (1) ; Galter, I. N. (1) ; Pereira, C. L. (1) ; Barreto, L. M. (1) ; Martins, H. T. (1) ; Andrade-Vieira, L. F. (1) Rodrigo_mb@yahoo.com.br (1) Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Vitória - ES, Brasil. RESUMO A determinação de agentes tóxicos presentes no ambiente é muito importante, sendo a utilização de biotestes de fitotoxicidade uma ferramenta vantajosa. Neste trabalho foi testada a viabilidade da utilização da cebola (Allium cepa) como modelo em biotestes de fitotoxicidade, observando características macroscópicas como germinação e crescimento radicular. Para tanto, foram usados dois compostos tóxicos, Sulfato de Alumínio (Al 2 SO 4 ) e solução de Metil Metano Sulfonato (MMS) e como controle negativo foi utilizado água destilada. Foram usadas 15 placas de petri com 25 sementes cada para cada tratamento e testados 3 tempos de exposição, 72, 96 e 120 horas. Não houve diferença na taxa de germinação e o tempo de 120 horas foi o mais eficaz para caracterizar toxicidade. Palavras-chave: Germinação, Crescimento Radicular. INTRODUÇÃO Com o passar do tempo os diferentes tipos de poluição ambiental aumentaram consideravelmente sua gravidade e intensidade, tanto que seu impacto mutagênico ainda necessita ser estimado. O lançamento

2 dos diferentes tipos de poluentes e o aumento dos níveis de radiação têm afetado o ecossistema e a saúde dos seres vivos, incluindo os humanos (MALUSZYNSKA; JUCHIMIUK, 2005). Os agentes mutagênicos liberados no ambiente podem trazer problemas de grande preocupação, pois estes possuem uma alta variedade de efeitos tóxicos. Esses efeitos muitas vezes causam danos no DNA que podem desencadear em morte celular (KULTZ, 2005; FRANCO et al, 2009). Portanto, determinar os agentes mutagênicos presentes no ambiente é muito importante. Alguns testes utilizando biomonitores já são usados para identificar os níveis de efeito tóxico causado pelos contaminantes. Esses biomonitores precisam ser eficientes e principalmente confiáveis (GRANT 1994). As plantas são ótimo bioindicador ambiental, pois em muitas situações quando ocorre a contaminação do ambiente o primeiro contado com os tóxicos ocorre nas raízes, que estão dispersas tanto na água como no solo, sendo a análise deste processo rápido e simples (FISKESJÖ, 1988). Além disso, os bioensaios vegetais detectam danos genéticos, que respondem em nível de DNA, cromossômico e genômico (MALUSZYNSKA; JUCHIMIUK, 2005). 2

3 A análise de germinação e crescimento radicular em testes em vegetais podem ser utilizadas na avaliação de toxicidade, tanto como testes preliminares para obtenção de dados iniciais para desdobramento em pesquisas mais profundas (LOPEZ et al., 2008) ou ser usado como teste base da pesquisa de impacto ambiental (CHARLES et al., 2011). Existe, entretanto, uma variedade alta de adaptações nas características metodológicas dos protocolos existentes. Seja relacionada ao período de tempo de exposição aos agentes, a utilização de meios sólidos ou líquidos, temperatura, tamanho do experimento e mesmo a espécie vegetal modelo adotada. Com isso, o objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade da utilização da cebola (Allium cepa) como modelo em biotestes de fitotoxicidade e comparar o período de exposição aos agentes tóxicos, observando características macroscópicas do crescimento radicular. MATERIAL E MÉTODOS Para a elaboração deste experimento foi utilizado a espécie vegetal Allium cepa, popularmente conhecida como cebola, pertencente a família das Alliaceae. Para testar se a cebola é uma espécie apropriada para ser utilizada como modelo em biotestes de fitotoxicidade foi realizado o teste de crescimento radicular. O experimento foi montado em delineamento experimental inteiramente casualizado. 3

4 Foram utilizado como tratamento duas soluções químicas que possuem ação citotóxica e mutagênica comprovada, sendo estas a solução de Sulfato de Alumínio Al 2 SO 4 (10-3 mol/l, ph 4:0) e a solução de Metil Metano Sulfonato (MMS) (4x10-4 mol/l), respectivamente. A água destilada foi empregada como controle negativo. Para o teste de crescimento radicular foi utilizado três unidades de repetição, onde cada repetição era composta de cinco placas de petri com vinte e cinco sementes cada, disposta sobre papel filtro, para cada tratamento e controle, totalizando em quarenta e cinco placas de petri. As sementes disposta nas placas de petri foram tratadas com 6mL de suas respectivas soluções e em seguida lacradas com filme plástico. As placas foram armazenadas à temperatura constante de 24ºC em uma Estufa Incubadora B.O.D. (demanda bioquímica de Oxigênio), sem fotoperíodo. O crescimento radicular foi avaliado após 72, 96 e 120 horas de exposição aos tratamentos de Sulfato de Alumínio Al 2 SO 4 e de Metil Metano Sulfonato (MMS) e ao controle com o auxilio de um paquímetro digital. Os dados obtidos foram avaliados segundo o teste de Tukey a 5%. 4

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO O índice de germinação não apresentou diferença estatística entre o controle e os tratamentos, sendo superior a 90% de sementes germinadas. A Tabela 1 e Figura 1 apresentam as médias de crescimento radicular após os três tempos de exposição (72, 96 e 120 horas). Tabela 1. Médias do crescimento radicular (mm) da cebola após 72, 96 e 120 horas de exposição. Tratamento 72 h 96 h 120 h Água 6,892 a 8,226 a 9,055 a MMS 6,554 a 7,463 ab 8,041 b Alumínio 6,584 a 6,936 b 7,188 b Figura 1. Linhas representando o crescimento radicular dos três tratamentos. Eixo Y representa o tamanho em milímetros e o eixo X o tempo em horas. No tempo de exposição de 72 horas ambos, MMS e Alumínio, não apresentaram redução significativa em relação ao controle. No intervalo 5

6 de exposição de 96 horas as médias de crescimento diferiram do controle para os dois tratamentos, entretanto o tratamento com Al apresentou uma redução mais expressiva. No período de 120 horas houve redução no crescimento radicular nos dois tratamentos em relação ao controle. No entanto, o tratamento com MMS manifestou maior sensibilidade do que no tempo de 96 horas. O tratamento com Al apresentou a maior taxa de redução de crescimento, de 20,61%. Segundo Kochian et al. (2004) o principal e primeiro efeito do Al nos vegetais é na diminuição do crescimento radicular, inibindo o alongamento e a expansão celular e posteriormente a divisão celular. Tal efeito do Al pode ser causado pelo acúmulo de lignina nas raízes, enrijecendo as paredes celulares e impedindo o alongamento da raiz (PEIXOTO et al., 2007). Esse efeito só começou a ser atingido com 96 horas de exposição, indicando esse como tempo mínimo de exposição para caracterização de sensibilidade a essa toxicidade. Por sua vez o MMS apresenta ação mutagênica, sendo muito usado como agente genotóxico que, segundo Campos e Menk (2000), lesa o DNA por inserção de um grupo metila nas bases nitrogenadas dessa molécula, podendo causar mutações e aberrações cromossômicas e, por consequência, diminuir o crescimento radicular. A cebola também se mostrou sensível a este agente no tempo de exposição de 96 horas, 6

7 porém apresentou redução bem menor se comparado ao Al, onde sua sensibilidade aumentou no tempo de 120 horas de exposição. Era esperada que o vegetal apresentasse maior diminuição do crescimento radicular no tratamento com Al2SO4, se comparado ao controle e MMS, visto que essa é sua principal característica, entretanto ambos os tratamentos apresentaram resultados estatisticamente próximos para MMS e Al2SO4. CONCLUSÃO É viável a utilização da cebola como espécie modelo em biotestes de fitotoxicidade. A cebola apresentou redução no crescimento radicular mais significativo, para os dois agentes tóxicos, no tempo de exposição de 120 horas. A cebola mostrou-se mais sensível à toxicidade por Alumínio. REFERÊNCIAS CAMPOS, R. M. A.; MENK, C. F.M. Biomonitoramento de Mutagênese Ambiental. Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento. Vol 12, p. 24, CHARLES, J.; SANCEY, B.; MORIN-CRINI, N.; BADOT, P. M.; DEGIORGI, F.; TRUNFIO, G.; CRINI, G. Evaluation of the phytotoxicity of polycontaminated industrial effluents using the lettuce plant (Lactuca sativa) as a bioindicator. Ecotoxicology and Environmental Safety, ,

8 FRANCO, R., SÁNCHEZ-OLEAB, R., REYES-REYESC, E.M., PANAYIOTIDIS, M.I., Environmental toxicity, oxidative stress and apoptosis: Ménage à Trois. Mutat. Res 674, 3 22, FISKESJÖ, G. The Allium test: an alternative in environmental studies: the relative toxicity of metal ions. Mutation Research, Amsterdam, v. 197, n. 2, p , Feb GRANT, W.F. The present status of higher plant bioassay for detection of environmental mutagens.mutationresearch, v. 310, n. 2, p , Oct KOCHIAN, L. V.; HOCKENGA, O. A.; PINEROS, M. A. How do crop plants tolerante acid soils? Mechanisms of aluminum tolerance and phosphorous efficiency. Annual Review of Plant Biology 55: , KULTZ, D., Molecular and evolutionary basis of the cellular stress response. Annu. Rev. Physiol. 67, 225e257. LOPEZ, G. D.; CAMBERO, J. P. G.; CALVO, A. C. Germination of Lactuca sativa seeds as pre-screening in toxicology studies in higher plants. Toxicology Letters 180S, S32 S246, MALUSZYNSKA, J.; JUCHIMIUK, J. Plant genotoxicity: a molecular cytogenetic approach in plant bioassays. Plant Genotoxicity, v. 56, n. 2, p , June PEIXOTO, P. H. P.; PIMENTA, D. S.; CAMBRAIA, J. Alterações morfológicas e acúmulo de compostos fenólicos em plantas de Sorgo sob estresse de Alumínio. Bragantia, Campinas. V.66, n.1, p ,

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