No presente estudo, os efeitos do chumbo (Pb) sobre o crescimento, a concentração de pigmentos fotossintéticos, a peroxidação lipídica, a percentagem de extravazamento de eletrólitos (ELP), a oxidação protéica, a atividade das enzimas aminolevulinato desidratase (ALA-D; E.C. 4.2.1.24), peroxidase do ascorbato (APX; E.C. 1.11.1.11), catalase (CAT; E.C. 1.11.1.6) e dismutase do superóxido (SOD; E.C. 1.15.1.1) e as concentrações de ácido ascórbico (AsA), de grupos tióis não-protéicos (NPSH) e de proteínas solúveis totais foram investigados em plântulas de pepino (Cucumis sativus L.). As plântulas foram cultivadas in vitro em um substrato solidificado com ágar contendo três concentrações de Pb na forma de (C2H3O2)Pb.3H2O (0, 100, 400 e 1000 µmol L-1), durante 10 dias. O aumento da concentração de Pb no substrato ocasionou um aumento da concentração de Pb tanto nas raízes quanto na parte aérea. O Pb foi acumulado em maior quantidade nas raízes. O comprimento radicular e a matéria fresca total foram diminuídos nas duas maiores concentrações de Pb. O pepino não apresentou redução no comprimento da parte aérea e na matéria seca total nos tratamento de Pb. A maior concentração de Pb diminuiu o conteúdo de água e a atividade da ALA-D bem como aumentou as concentrações de aldeído malônico, de grupos carbonil e de proteínas solúveis totais. A concentração de carotenóides aumentou em 100 e 400 µmol Pb L-1, enquanto a concentração de clorofila e a ELP não foram afetadas pelo estresse com Pb. A atividade da APX foi inibida, enquanto as atividades da CAT e SOD foram aumentadas em todas as concentrações de Pb. A concentração de AsA aumentou sob 400 e 1000 µmol Pb L-1, enquanto a de NPSH aumentou somente na maior concentração de Pb. Portanto, a exposição a altas concentrações de Pb causou estresse oxidativo e o sistema antioxidante das plântulas de pepino não foi capaz de reverter esta situação, contribuindo para a redução no crescimento.

In this study, the effects of lead (Pb) on growth, photosynthetic pigments concentration, lipid peroxidation, electrolyte leakage percentage (ELP), protein oxidation, aminolevulinate dehydratase (ALA-D; E.C. 4.2.1.24), ascorbate peroxidase (APX; E.C. 1.11.1.11), catalase (CAT; E.C. 1.11.1.6) and superoxide dismutase (SOD; E.C. 1.15.1.1) activities, and ascorbic acid (AsA), non-protein thiol groups (NPSH) and total soluble protein concentrations in cucumber seedlings (Cucumis sativus L.) were investigated. Seedlings were grown in vitro in an agar-solidified substrate containing three Pb levels as (C2H3O2)Pb.3H2O (0, 100, 400, and 1000 µmol L-1) for 10 d. Increasing Pb concentrations in substrate enhanced Pb concentration in both roots and shoot. Pb accumulated at a higher amount in roots. Root length and total fresh weight were decreased at the two highest Pb concentrations. Cucumber showed no reduction in shoot length and total dry weight at any Pb level. The highest Pb concentration decreased water content and ALA-D activity as well as increased malondialdehyde, carbonyls and total soluble protein concentrations. Carotenoids concentration enhanced at 100 and 400 µmol Pb L-1, while chlorophyll concentration and ELP were not affected by Pb stress. Activity of APX was inhibited while the activities of CAT and SOD were increased at all Pb concentrations. AsA was enhanced at 400 and 1000 µmol Pb L-1 whereas NPSH were increased only at the highest Pb concentration. Therefore, high Pb-exposure caused oxidative stress, and the antioxidant system of the cucumber seedlings was not sufficient to revert it, contributing for growth reduction.

Plântulas de Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen foram cultivadas em cinco níveis (0, 20, 40, 60 e 80 μM) de cádmio (Cd) em um sistema hidropônico durante 7 d, visando-se analisar o crescimento, as concentrações de micronutrientes, clorofilas e carotenóides, bem como as atividades da desidratase do ácido δ-aminolevulínico (ALA-D; E.C.4.2.1.24) e fosfatase ácida (AP; E.C.3.1.3.2) nas plantas. A concentração de Cd, na parte aérea e raízes, aumentou com o incremento dos níveis de Cd. A concentração de Cd nas raízes foi, em média, 12 vezes maior do que na parte aérea. O comprimento das raízes não foi afetado pelos tratamentos de Cd. Em contraste, a biomassa seca da parte aérea e raízes aumentou significativamente pela adição de 20 e 40 μM Cd. Além disso, a biomassa seca total das plantas somente diminuiu no nível de 80 μM Cd em relação à das plantas-controle. Por outro lado, a biomassa radicular diminuiu significativamente pela adição de Cd a níveis superiores a 40 μM. Constatou-se resposta dependente do órgão e do micronutriente à toxicidade de Cd. As concentrações de Zn e Cu na parte aérea e raízes não foram alteradas pela presença de Cd. A absorção de Mn foi diminuída pelo estresse de Cd, porém sua translocação não foi alterada. Um efeito sinergístico do Cd na concentração de Fe nas raízes foi observado nos níveis de 20 e 80 μM Cd. As atividades da ALA-D e AP foram diminuídas com o incremento dos níveis de Cd, porém a ALA-D foi mais afetada. Naquelas concentrações de Cd, a concentração de clorofila também foi diminuída. Houve uma correlação positiva entre as concentrações de carotenóides e clorofila. Os resultados indicam que a P. glomerata parece ter algum grau de tolerância ao Cd.

Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen plantlets were grown under different cadmium (Cd) concentrations (0, 20, 40, 60 and 80 μM) in a hydroponic system during 7 d. Plant growth, micronutrient, chlorophyll and carotenoid concentrations, as well as δ-aminolevulinic acid dehydratase (ALA-D; E.C.4.2.1.24) and acid phosphatase (AP; E.C.3.1.3.2) activities were then analysed. Cadmium concentration in both shoots and roots increased with increasing external Cd levels. Metal concentration was on average 12-fold greater in root than in shoot tissues. Root length was unaffected by Cd treatments. In contrast, dry weight of both shoot and roots increased significantly upon addition of 20 and 40 μM Cd. Moreover, shoot and total plant dry weight was only reduced in plants treated with 80 μM Cd. Conversely, root dry weight decreased significantly upon addition of Cd concentrations above 40 μM. A micronutrient- and organ-dependent response to Cd toxicity was observed. Zinc and Cu concentrations in both shoot and roots did not alter upon treatment with Cd. Cadmium stress reduced Mn uptake but not its translocation within the plant. A synergistic effect of Cd on Fe concentration in root at 20 μM and 80 μM Cd levels was observed. The activity of AP, and especially that of ALA-D, was reduced with increasing Cd levels. At those these Cd levels, chlorophyll concentration was also reduced. There was a positive correlation between concentrations of carotenoids and chlorophylls. Our results indicate that P. glomerata seems to have some degree of Cd tolerance.

No presente estudo, os efeitos do cádmio (Cd) sobre a peroxidação lipídica, o extravazamento de eletrólitos, a oxidação protéica, a atividade das enzimas peroxidase do ascorbato (APX; E.C. 1.11.1.11), catalase (CAT; E.C. 1.11.1.6) e dismutase do superóxido (SOD; E.C. 1.15.1.1) e as concentrações de ácido ascórbico, de grupos tióis não-protéicos e de proteínas solúveis totais foram investigados em plântulas de pepino (Cucumis sativus L.). As plântulas foram cultivadas in vitro em um substrato solidificado com ágar contendo quatro concentrações de Cd na forma de CdCl2 (0, 100, 400 e 1000 µmol L-1), durante 10 d. A menor concentração de Cd diminuiu a concentração de aldeído malônico. O extravazamento de eletrólitos aumentou somente em 1000 µmol Cd L-1, enquanto a oxidação protéica e a concentração de proteínas solúveis totais foram aumentadas somente em 400 e 1000 µmol Cd L-1. A atividade da APX foi inibida, enquanto as atividades da CAT e SOD foram aumentadas em todas as concentrações de Cd. A concentração de ácido ascórbico aumentou sob 400 e 1000 µmol Cd L-1, enquanto a de grupos tióis não-protéicos aumentou em todas as concentrações de Cd. Os resultados evidenciam a importância do sistema antioxidante enzimático e não-enzimático na resposta à toxicidade de cádmio em plântulas de pepino.

In this study, the effects of cadmium (Cd) on lipid peroxidation, electrolyte leakage, protein oxidation, ascorbate peroxidase (APX; E.C. 1.11.1.11), catalase (CAT; E.C. 1.11.1.6) and superoxide dismutase (SOD; E.C. 1.15.1.1) activities, and ascorbic acid, non-protein thiol groups and total soluble protein contents in cucumber seedlings (Cucumis sativus L.) were investigated. Seedlings were grown in vitro in an agar-solidified substrate containing four Cd levels as CdCl2 (0, 100, 400, and 1000 µmol L-1) for 10 d. The lowest Cd level decreased the malondialdehyde concentration. Electrolyte leakage increased only at 1000 µmol Cd L-1, whereas protein oxidation and total soluble protein content were enhanced at 400 and 1000 µmol Cd L-1. Activity of APX was inhibited while the activities of CAT and SOD were increased at all Cd concentrations. Ascorbic acid was enhanced at 400 and 1000 µmol Cd L-1 whereas non-protein thiol groups were increased at all Cd supplies. The results evidence the importance of the enzymatic and non-enzymatic antioxidant system in response to cadmium toxicity in cucumber seedlings.