Francine Faia Fernandes
Foto da defesa com a banca e a discente: Dra. Claudia Maria Furlan (IB-USP), Francine Faia Fernandes (discente), Dra. Edenise Segala Alves (orientadora), Dr. João Paulo Rodrigues Marques (ESALQ-USP).
Nesta dissertação, buscamos entender os processos celulares decorrentes da exposição de uma espécie arbórea nativa (Astronium graveolens – Anacardiaceae) ao ozônio troposférico (O3), em uma região da cidade de São Paulo que apresenta altas concentrações desse gás.
Após expor as plantas em campo, foi possível validar os sintomas visíveis como provocados pelo O3 a partir de análises anatômicas das folhas da espécie estudada. Mostramos que A. graveolens é uma boa bioindicadora do poluente ao responder de forma linear ao índice cumulativo de O3 na atmosfera, isto e, aumentou a ocorrência de sintomas visíveis na folha à medida que aumentou a concentração desse gás no ambiente. Identificamos, ainda, alterações celulares decorrentes da sinergia entre o O3 e a luz solar, e descobrimos que o surgimento e o padrão de deposição de compostos de defesa da planta (polifenois) apresentam especificidade semelhante aos padrões encontrados no desenvolvimento de glândulas na mesma espécie.
Nosso estudo enfatiza o papel fundamental da anatomia, não somente na validação de sintomas visíveis causados pelo O3, mas, também, no entendimento dos processos de defesa da planta.
Marcadores microscópicos para a validação de sintomas em espécie nativa a ser empregada no biomonitoramento de ozônio
ABSTRACT
Ozone (O3) is a phytotoxic pollutant that can cause visible injuries on plants and these injuries can be used as indicators of the potencial risk to vegetation. Microscopic markers highlight as the only tool to validate these injuries as consequences of oxidative processes caused by O3. In field conditions, the synergism between ozone and light stress generates more intense oxidative damages compared to experimental situations in which the stress factor is applied individually. These damages are even more intense in light stress sensitive species as Astronium graveolens. Several effects from combat and restraining reactive oxygen species (ROS) derived from this synergy process, in particular the polyphenols responses, can be visualized structurally (descriptions usually restricted to the region of injury) to validate the source of the oxidative process. The objectives of this study are (i) identify and describe the visible injuries in leaflets from young plants in A. graveolens under field situation; (ii) validate the symptoms as caused by O3, based on microscopic markers; (iii) to test in the field the potential O3 bioindicative in this species; (iv) characterize the deposition of polyphenols in the leaflets chlorenchyma. A. graveolens showed stippling marked by the oxidation of apoplastic wart-like protrusions and cell wall. The injury index showed linear correlation with SUM00, thus the species can be used in the biomonitoring O3.. Samples subjected to this synergism exhibited a specific pattern in the spatial distribution of polyphenols inside the vacuole of palisade parenchyma cells according to their position in relation to the ones on HR-like processes. Conversely, this same pattern is observed inside the epithelial cells’ vacuole of secretory ducts during their development. Both involved tissues (palisade parenchyma and secretory ducts) have the same ontogenetic origin (ground meristem), an indicative that both processes are homologous. Histochemical tests show that these polyphenols are hydrolysable tannins, and we suggested that their differential aspects correspond to temporal variations in the ellagitannins processes of polymerization. Furthermore, the presence of flavonols in regions close to HR-like responses emphasizes the involvement of these polyphenols to combat ROS. This study highlights the pivotal role of anatomy in both validating ozone symptoms and also in the knowledge of plant defense processes.
Keywords: Astronium graveolens, Anacardiaceae, oxidative stress, stippling, visible injuries.
RESUMO
O ozônio (O3) é um poluente fitotóxico que pode causar injúrias visíveis em plantas e tais injúrias auxiliam na identificação de riscos potenciais à vegetação. Os marcadores microscópicos se destacam como única forma de validar essas injúrias como decorrentes de processos oxidativos provocados por O3. Em condições de campo, o sinergismo entre a exposição ao O3 e ao estresse luminoso gera danos oxidativos mais intensos quando comparados às situações experimentais em que o estresse é aplicado individualmente. Estes danos são ainda mais intensos em espécies que apresentam maior sensibilidade ao estresse luminoso, como Astronium graveolens. Diversos efeitos de combate e contenção de espécies reativas de oxigenio (ROS) derivadas da sinergia entre esses dois fatores ambientais, em especial as respostas desempenhadas pelos polifenois, são observados estruturalmente de forma a validar a origem do processo oxidativo. Os objetivos deste estudo foram (i) identificar e descrever as injúrias visíveis em folíolos de plantas jovens de A. graveolens em situação de campo; (ii) validar os sintomas como decorrentes de O3, com base em marcadores microscópicos; (iii) testar, em campo, o potencial bioindicador de O3 da espécie; (iv) caracterizar a deposição de polifenois no clorênquima das laminas foliolares. A. graveolens apresentou injúrias do tipo stippling marcadas pela oxidação da parede celular e de protrusões presentes no apoplasto. Os índices de injúrias testados mostraram linearidade com a SUM00, assim, a espécie pode ser empregada no biomonitoramento do O3. Ainda, amostras submetidas ao sinergismo (O3 e estresse luminoso) apresentaram um padrão específico na distribuição espacial de polifenóis no interior do vacúolo, de acordo com a posição da célula em relação àquelas em processo de HR-like. Este padrão obedece ao mesmo encontrado no interior do vacúolo das células epiteliais de canais secretores em desenvolvimento, em que ambos os tecidos envolvidos (parênquima paliçádico e canais secretores) apresentam a mesma origem ontogenética (meristema fundamental), indicando que ambos os processos são homólogos. A presença de flavonóis na região de estabelecimento de HR-like ressalta o envolvimento destes polifenois no combate às ROS. Este estudo enfatiza o papel fundamental da anatomia, não somente na validação das injúrias, mas, também, no entendimento dos processos de defesa da planta.
Palavras-chave: Astronium graveolens, Anacardiaceae, estresse oxidativo, injúrias visíveis, stippling.
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