Abstract Submerged Membranes Bioreactors (SMBR) are an established technology for wastewater treatment for water recovery and reuse. However, its routine application is still compromised by the high energy consumption to overcome the fouling effect. This study evaluated the effect of aluminum sulfate and cationic polymer in the orthophosphate removal and sludge filterability improvement in the mixed liquor of a SMBR pilot system. Parameters such as coagulant concentration, filtration time, extracellular polymeric substances (EPS) reduction and orthophosphate removal were evaluated by using a jar-test and a stirred cell. As results, aluminum sulfate and polymer additions improved the filtration index (FI30) from 25% to 32 %, for both chemicals. Time-to-filter (TTF) results evidenced a positive and significant correlation between aluminum sulfate dosage and colloidal EPS reduction.

A toxidez do alumínio (Al) é um fator limitante da produção agrícola em solos ácidos, os quais cobrem cerca de 60% do território Brasileiro. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do Al no crescimento e na concentração de Al nos tecidos de dois acessos de Pfaffia glomerata (BRA e JB/UFSM). As plantas foram cultivadas em sistema hidropônico, contendo cinco concentrações de Al (0, 50, 100, 150 e 200mg L-1) por 7 dias. Para a maioria dos parâmetros avaliados, houve interação significativa entre os dois acessos de P. glomerata e as concentrações de Al, sendo que, de modo geral, os tratamentos com Al afetaram negativamente o crescimento das plantas, especialmente as raízes. Além disso, o acesso BRA acumulou mais Al nos tecidos que o acesso JB/UFSM e, consequentemente, os parâmetros de crescimento foram afetados mais significativamente naquele acesso. Portanto, nossos resultados sugerem que, entre os acessos de P. glomerata estudados, BRA é menos indicado para usos medicinais quando cultivado em solos com altos níveis de Al, por acumular mais Al em seus tecidos.

Aluminum (Al) toxicity is a limiting factor for crop production in acid soils, which cover approximately 60% of the Brazilian territory. This study aimed to evaluate the effects of Al on growth and tissue Al concentration of two Pfaffia glomerata accessions (BRA and JB/UFSM). Plantlets were grown in a hydroponic system with five Al concentrations (0, 50, 100, 150 and 200mg L-1) for 7 days. Most of the evaluated parameters presented significant interaction between both P. glomerata accessions and Al levels in nutrient solution and, in general, Al treatments negatively affected plant growth, especially roots. Moreover, BRA accession showed higher Al accumulation in its tissues than JB/UFSM and, consequently in BRA accession the growth was impaired substantially. Furthermore, the results suggest that, between P. glomerata accessions studied, BRA is less appropriated for medicinal uses when grown in soils with high Al levels, due to the higher accumulation of tissue Al content.

Este estudo investigou os efeitos do óleo essencial (OE) de Lippia alba sobre parâmetros bioquímicos relacionados ao estresse oxidativo em cérebro e fígado de jundiá (Rhamdia quelen), após seis horas de transporte. Os peixes foram transportados em sacos plásticos e divididos em três tratamentos: controle, 30 µL L-1 e 40 µL L-1 de OE de L.alba. Antes do transporte, os peixes foram tratados com o OE de L. alba (200 µL L-1 por três minutos), exceto para o grupo controle. Os peixes transportados em sacos contendo o OE não tiveram alterações na atividade da acetilcolinesterase (AChE), ecto-nucleosídeo trifosfato difosfohidrolase (NTPDase) e 5'nucleotidase, em cérebro ou superóxido dismutase (SOD) no fígado. O tiol não proteico (NPSH), os níveis de ácido ascórbico, catalase (CAT), glutationa-S-transferase (GST) e glutationa-peroxidase (GPx) hepáticos, foram significativamente mais baixos em comparação com o grupo controle. No entanto, as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), os níveis de oxidação proteica e a taxa de peroxidação lipídica/catalase+glutationa peroxidase (LPO/ CAT+GPx) foram significativamente maiores nos peixes transportados com ambas as concentrações de OE, indicando estresse oxidativo no fígado. Em conclusão, considerando os parâmetros de estresse oxidativo do fígado analisados no presente experimento, o transporte de jundiás previamente sedados em água contendo 30 ou 40 µL L-1 de OE de L.alba é menos efetivo que utilizando concentrações menores.

This study investigated the effects of the essential oil (EO) from Lippia alba on biochemical parameters related to oxidative stress in the brain and liver of silver catfish (Rhamdia quelen) after six hours of transport. Fish were transported in plastic bags and divided into three treatments groups: control, 30 µL L- 1 EO from L.alba and 40 µL L-1 EO from L.alba. Prior to transport, the fish were treated with the EO from L. alba (200 µL L -1 for three minutes), except for the control group. Fish transported in bags containing the EO did not have any alterations in acetylcholinesterase, ecto -nucleoside triphosphate diphosphohydrolase and 5'nucleotidase activity in the brain or superoxide dismutase activity in the liver. The hepatic catalase (CAT), glutathione-S-transferase (GST), glutathione peroxidase (GPx), nonprotein thiol and ascorbic acid levels were significantly lower compared to the control group. However, the hepatic thiobarbituric acid- reactive substances, protein oxidation levels and the lipid peroxidation/catalase+glutathione peroxidase (LPO/CAT+GPx) ratio were significantly higher in fish transported with both concentrations of the EO, indicating oxidative stress in the liver. In conclusion, considering the hepatic oxidative stress parameters analyzed in the present experiment, the transport of previously sedated silver catfish in water containing 30 or 40 µL L-1 of EO from L. alba is less effective than the use of lower concentrations.

O objetivo do presente estudo é avaliar o papel das colinesterases como marcadores inflamatórios nas fases aguda e crônica da infecção por T. evansi em coelhos infectados experimentalmente. Foram utilizados 12 coelhos adultos, fêmeas, da raça Nova Zelândia, divididos em dois grupos: um grupo controle, com seis animais (coelhos 1-6), e um grupo infectado, com seis animais (coelhos 7-12). Os animais pertencentes ao grupo infectados receberam, pela via intraperitoneal, 0,5 mL de sangue de rato contendo 108 tripanossomas por animal. Amostras do sangue utilizado para avaliação das colinesterases foram coletadas nos dias 0, 2, 7, 12, 27, 42, 57, 87, 102 e 118 pós-inoculação (PI). Aumento (P<0,05) na atividade da butirilcolinesterase (BChE) e da acetilcolinesterase foi observado no sangue nos dias 7 e 27 (PI), respectivamente e não foram observadas diferenças na atividade da colinesterase em outros períodos. Nenhuma diferença significativa na atividade da AChE (P>0,05) foi observada nas estruturas encefálicas. O aumento de atividade da AChE e BChE provavelmente tenha finalidade pró-inflamatória, a fim de reduzir as concentrações de acetilcolina, neurotransmissor que apresenta propriedade anti-inflamatória. Portanto, as colinesterases podem ser marcadores inflamatórios na infecção por T. evansi em coelhos.

The aim of this study is to evaluate the role of cholinesterases as an inflammatory marker in acute and chronic infection by Trypanosoma evansi in rabbits experimentally infected. Twelve adult female New Zealand rabbits were used and divided into two groups with 6 animals each: control group (rabbits 1-6) and infected group (rabbits 7-12). Infected group received intraperitoneally 0.5 mL of blood from a rat containing 108 parasites per animal. Blood samples used for cholinesterases evaluation were collected on days 0, 2, 7, 12, 27, 42, 57, 87, 102 and 118 days post-inoculation (PI). Increased activity (P<0.05) of butyrylcholinesterase (BChE) and acetylcholinesterase (AChE) were observed in the blood on days 7 and 27, respectively and no differences were observed in cholinesterase activity in other periods. No significant difference in AChE activity (P>0.05) was observed in the encephalic structures. The increased activities of AChE and BChE probably have a pro-inflammatory purpose, attempting to reduce the concentration of acetylcholine, a neurotransmitter which has an anti-inflammatory property. Therefore, cholinesterase may be inflammatory markers in infection with T. evansi in rabbits.

A proposta deste estudo foi investigar os níveis de Na+, Cl-, K+, Ca2+, and Mg2+ no plasma de teleósteos de água doce e marinhos/estuarinos coletados em diferentes salinidades (0 a 34) nas porções de água doce e estuarinas do Canal São Gonçalo, sul do Brasil. Uma possível relação entre os níveis iônicos plasmáticos e a salinidade também foi investigada bem como a capacidade de regulação iônica dos teleósteos coletados em três ou mais salinidades (Genidens barbus e Micropogonias furnieri). Os resultados mostraram que não houve relação entre os níveis iônicos no plasma com a salinidade quando considerando todas as espécies juntas, mas as duas espécies coletadas em três ou mais salinidades mostraram uma relação significativamente positiva entre níveis iônicos no plasma e salinidade, mostrando que G. barbus e M. furnieri apresentaram uma grande capacidade para regular os íons do plasma em baixas e altas salinidades.

The purpose of this study was to investigate Na+, Cl-, K+, Ca2+, and Mg2+ levels in the plasma of freshwater and marine/estuarine teleosts collected at different salinities (0 to 34) from the estuarine and freshwater portions of the São Gonçalo channel in Southern Brazil. Any relationship between plasma ion levels and salinity and the capacity of ionic regulation of teleosts found at three or more different salinities (Genidens barbus and Micropogonias furnieri) was also investigated. Results showed no relationship between plasma ion levels and salinity when considering all species together, but the two species collected from three or more different salinities showed a significant positive relationship between plasma ion levels and salinity, indicating that G. barbus and M. furnieri have a high capacity to regulate plasma ion levels at both low and high salinities.

O presente estudo comparou alguns parâmetros morfométricos do trato digestório de quatro teleósteos com diferentes hábitos alimentares: traira (Hoplias malabaricus, carnivoro), jundiá (Rhamdia quelen, omnivoro), tamoatá (Hoplosternum littorale, omnivoro) e carpa capim (Ctenopharyngodon idella, herbivoro). O trato digestório foi removido dos peixes coletados da natureza e em seguida fixado para algumas análises morfométricas, tais como: quociente intestinal, quociente da área intestinal, altura da vilosidade, índice digestivo somático e índice hepatossomático. Os maiores valores para o quociente intestinal e a altura das vilosidades foram encontrados em carpa capim. Por outro lado, o quociente da área intestinal foi maior na traira do que nas outras espécies. O quociente intestinal pode ser utilizado para estimar o hábito alimentar, e o quociente da área intestinal, a altura da vilosidade e as relações entre o comprimento do trato digestório e o peso do peixe ou peso do trato digestório podem fornecer importantes informações adicionais para analisar o hábito alimentar.

The present study compared some morphometric parameters of the digestive tract of four teleosts with different feeding habits: traira (Hoplias malabaricus, carnivore), silver catfish (Rhamdia quelen, omnivore), hassar (Hoplosternum littorale, omnivore), and grass carp (Ctenopharyngodon idella, herbivore). The digestive tract was removed from fish collected from nature and fixed for some morphometric analyses, such as: intestinal quotient, intestinal area quotient, vilosity height, digestive somatic index, and hepatosomatic index. Grass carp showed the highest values of intestinal quotient and height vilosity. On the other hand, the intestinal area quotient was higher in traira than in the other species. The intestinal quotient can be used to estimate the feeding habit, and the intestinal area quotient, vilosity height and the relationships between digestive tract length and fish weight or digestive tract weight can provide important additional information to analyze the feeding habits.

Devido, principalmente, às ações antropogênicas, tais como industrialização e uso de insumos na agricultura, os níveis de cádmio têm aumentado em muitos solos agrícolas. O presente trabalho objetivou caracterizar o efeito desse metal no crescimento in vitro de duas cultivares de batata, 'Asterix' e 'Macaca'. Segmentos nodais de plantas previamente estabelecidas in vitro foram submetidos a doses de cádmio de 0 (controle), 100, 200, 300, 400 e 500µM em meio de cultivo MS. Avaliou-se o número de raízes aos 15 dias após a inoculação (DAI) dos explantes, o comprimento das raízes e da parte aérea, o número de segmentos nodais e de folhas e a matéria fresca e seca das raízes e da parte aérea aos 22DAI. O cádmio afetou negativamente o crescimento das duas cultivares de batata, demonstrando que ambas são sensíveis a esse metal.

Levels of cadmium have been increasing in many agricultural soils mainly due to the anthropogenic actions, such as industrialization and use of inputs in the agriculture. The present research aimed at characterizing the effect of this metal on in vitro growth of two potato cultivars, 'Asterix' and 'Macaca'. Nodal segments of plants previously in vitro established were submitted to cadmium concentration of 0 (control), 100, 200, 300, 400 and 500µM in MS. Number of roots was evaluated at 15 days after inoculation (DAI) of the explants, and root and shoot length, number of nodal segments and leaves, and fresh and dry mass of roots and shoot were evaluated at 22DAI. Cadmium negatively affected the growth of the two potato cultivars, demonstrating that both are sensible to this metal.

O conteúdo iônico (Na+, K+ e Cl-) do plasma e da bile vesicular (BV) de juvenis de jundiá, Rhamdia quelen (156,1±0,2g, 28,2±0,3cm), foi determinado em três diferentes tempos (0, 6 e 24h) após exposição a: a) controle ou alto oxigênio dissolvido (OD = 6,5mg L-1) + baixa NH3 (0,03mg L-1); b) baixo OD (3,5mg L-1) + baixa NH3; c) alto OD + alta NH3 (0,1mg L-1); e baixo OD + alta NH3 . Alta concentração de amônia ou baixo oxigênio dissolvido na água aumentaram os níveis iônicos no plasma e na BV. Aparentemente, os efeitos osmorregulatórios desses parâmetros podem estar relacionados a mecanismos distintos, pois foi detectado efeito sinérgico sobre essa alteração osmorregulatória.

Ionic contents (Na+, K+ and Cl-) of plasma and gallbladder bile (GB) of juveniles silver catfish, Rhamdia quelen (156.1±0.2g, 28.2±0.3cm), were determined in three different times (0, 6 and 24h) after exposure to: a) control or high dissolved oxygen (DO = 6.5mg L-1) + low NH3 (0.03mg L-1); b) low DO (3.5mg L-1) + low NH3; c) high DO + high NH3 (0.1mg L-1); and d) low DO + high NH3. High waterborne NH3 or low DO levels increased plasma and GB ion levels. These parameters might have followed different mechanisms to affect osmoregulation since a synergic effect of these variables was detected.

O objetivo deste estudo foi caracterizar o efeito do alumínio (Al) na concentração de zinco (Zn), manganês (Mn), ferro (Fe) e cobre (Cu) em quatro clones de batata (Macaca e Dakota Rose: sensíveis ao Al; e SMIC148-A e Solanum microdontum: tolerantes ao Al) crescendo em solução nutritiva (pH 4,0) com 0, 50, 100, 150 e 200mg Al L-1. A concentração de Zn e Fe em raízes diminuiu linearmente com o aumento dos níveis de Al nos clones Macaca, SMIC148-A e Dakota Rose e aumentou linearmente em S. microdontum. Na parte aérea, a concentração de Zn mostrou resposta quadrática ao Al em S. microdontum e SMIC148-A, enquanto no clone Dakota Rose houve uma resposta cúbica. Nos clones S. microdontum, SMIC148-A e Dakota Rose, a concentração de Fe mostrou resposta quadrática ao Al. A concentração de Mn em raízes diminuiu linearmente em relação ao Al nos clones Macaca e SMIC148-A e aumentou linearmente em S. microdontum. Para Dakota Rose e SMIC148-A, a concentração de Mn mostrou uma resposta quadrática em relação ao Al em raízes e parte aérea. A concentração de Mn na parte aérea aumentou de forma cúbica com os níveis de Al no clone Dakota Rose. Na parte aérea, não houve alteração na concentração de Zn e Fe na Macaca e de Mn nos clones Macaca e S. microdontum. Em raízes e na parte aérea, a concentração de Cu aumentou linearmente no clone Dakota Rose e mostrou resposta quadrática no clone Macaca. A concentração de Cu mostrou resposta quadrática com os níveis de Al em raízes dos clones S. microdontum e SMIC148-A. Na parte aérea, a concentração de Cu aumentou linearmente no clone S. microdontum e diminuiu linearmente no clone SMIC148-A com o aumento nos níveis de Al. Portanto, a acumulação excessiva de Al afetou negativamente a absorção e a distribuição de Zn, Fe, Mn e Cu nas raízes e na parte aérea dos clones de batata. A resposta da concentração de Cu na parte aérea ao Al foi menos alterada nos clones Al-tolerantes que naqueles Al-sensíveis. A tolerância ao Al em S. microdontum pode estar conectada com os maiores níveis de Zn, Fe e Mn nas raízes.

The objective of this study was to evaluate the effects of aluminum (Al) on the zinc (Zn), manganese (Mn), iron (Fe) and copper (Cu) concentrations in four potato clones (Macaca and Dakota Rose: both Al-sensitive clones; and SMIC148-A and Solanum microdontum: both Al-tolerant-clones), grown in a nutrient solution (pH 4.00) with 0, 50, 100, 150 and 200mg Al L-1. Root Zn and Fe concentrations decreased linearly with the increase of Al levels in Macaca, SMIC148-A and Dakota Rose and increased linearly in S. microdontum. Shoot Zn concentration showed a quadratic relationship with Al in S. microdontum and SMIC148-A, but a curvilinear response in Dakota Rose. Shoot Fe concentration showed a quadratic relationship with Al in S. microdontum, SMIC148-A and Dakota Rose. Root Mn concentration decreased linearly in Macaca and SMIC148-A, and increased linearly in S. microdontum with Al levels. Mn concentration showed a quadratic relationship with Al in roots of Dakota Rose and in shoot of SMIC148-A, and increased curvilinearly with Al levels in shoot of Dakota Rose. In shoot, there was no alteration in Zn, Fe and Mn in Macaca and Mn concentration in S. microdontum. Roots and shoot Cu concentration increased linearly in Dakota Rose, and showed quadratic relationship with Al in Macaca. Roots Cu concentration showed a quadratic relationship with Al levels in S. microdontum and SMIC148-A. Shoot Cu concentration increased linearly in S. microdontum, and decreased linearly in SMIC148-A. Therefore, the excessive Al accumulation affected the uptake and distribution of Zn, Fe, Mn and Cu in roots and shoot of potato clones.The response of shoot Cu concentration to Al was less altered in the Al-tolerant clones than was in Al-sensitive clones. Aluminum tolerance in S. microdontum may be connected with greater levels of Zn, Fe and Mn in the roots.

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.

As fosfatases ácidas (3.1.3.2) são um grupo de enzimas amplamente distribuídas na natureza, as quais catalisam a hidrólise de uma variedade de ésteres de fosfato com uma variação de pH entre quatro e seis. Foi confirmada a presença de fosfatases ácidas em plântulas de pepino (Cucumis sativus), rabanete (Raphanus sativus) e rúcula (Eruca vesicaria) sob diferentes condições de ensaio usando uma preparação rápida e simples. Os resultados mostraram que o pH e a temperatura ótimos para todas as espécies foram 5,5 e 35°C, respectivamente. A enzima foi inibida por molibdato, fluoreto, azida, levamisole, ortovanadato, Zn2+ e Cu2+. O inibidor suramim não afetou a atividade enzimática. As fosfatases ácidas de pepino, rabanete e rúcula hidrolisaram uma ampla variedade de ésteres de fosfato e a maior atividade foi observada com PPi, ATP e GTP para pepino e rabanete e PPi, frutose-6-fosfato e GTP para rúcula. Esses resultados demonstraram que a enzima investigada neste estudo é diferente das conhecidas enzimas de plantas que clivam ésteres de fosfato (apirase e pirofosfatases inorgânicas). Desse modo, esta preparação pode ser uma ferramenta útil para futuros estudos toxicológicos e para se estudar inicialmente todas as isoformas das fosfatases ácidas.

Acid phosphatases (3.1.3.2) are a group of enzymes widely distributed in nature, which catalyze the hydrolysis of a variety of phosphate esters in the pH range of 4-6. We confirmed the presence of acid phosphatases in seedlings of cucumber (Cucumis sativus), radish (Raphanus sativus) and rocket salad (Eruca vesicaria) under different assay conditions using a rapid and simple preparation. The results showed that the optimum pH and temperature used for all species were close to 5.5 and 35°C, respectively. The enzyme was inhibited by molybdate, fluoride, azide, levamisole, orthovanadate, Zn2+ and Cu2+. Suramin had no effect on enzyme activity. The acid phosphatase from cucumber, radish and rocket salad hydrolyzed a wide variety of phosphate esters and the highest activity was observed with PPi, ATP and GTP. These results demonstrate that the enzyme investigated in this study is different from well known ester phosphate cleaving plant enzymes (apyrase and inorganic pyrophosphatases) and this preparation could be a useful tool to future toxicological studies and to study initially all isoforms of acid phosphatase.

Atoxicidade do alumínio é um problema sério em solos brasileiros e a seleção de clones de batata é uma estratégia importante para produzir essa cultura em tais solos. Clones de batata, Macaca, SMIC148-A, Dakota Rose e Solanum microdontum, foram cultivados em solução nutritiva (pH 4.0) com 0, 50, 100, 150 e 200 mg Al L-1. Após 7 d, o teor de Al em raízes e parte aérea em todos clones aumentou linearmente com o suprimento de Al. Baseado no crescimento relativo da raiz, os clones S. microdontum e SMIC148-A foram considerados tolerantes ao Al, enquanto os clones Macaca e Dakota Rose foram considerados sensíveis. O crescimento da parte aérea do clone Macaca diminuiu linearmente com o Al. A concentração de H2O2 nas raízes de ambos os clones sensíveis ao Al aumentou com o suprimento de Al, enquanto nos clones tolerantes houve decréscimo (SMIC148-A) ou falta de resposta (S. microdontum). A concentração de H2O2 na parte aérea aumentou linearmente em Macaca, enquanto em Dakota Rose houve uma relação quadrática com os níveis de Al. Por outro lado, nos clones tolerantes ao Al a concentração de H2O2 não foi alterada (S. microdontum) ou foi reduzida (SMIC148-A). A atividade da catalase (CAT) nas raízes de ambos clones sensíveis ao Al aumentou com o suprimento de Al, enquanto nos clones tolerantes não houve alteração (SMIC148-A) ou, então, redução (S. microdontum). Na parte aérea, a atividade da CAT em S. microdontum aumentou com o suprimento de Al. Em todos clones de batata, a concentração de clorofila variou curvilinearmente em relação ao suprimento de Al; nos clones sensíveis, a concentração de clorofila diminuiu pela adição de Al em níveis acima de 100 mg L-1, porém em SMIC148-A houve aumento na presença de Al (na faixa próxima a 100 e 150 mg L-1) e diminuição em S. microdontum, independentemente do tratamento de Al. A concentração de carotenóides nos clones sensíveis ao Al diminuiu linearmente, em resposta ao Al. O Al aumentou a peroxidação lipídica em raízes dos clones sensíveis, enquanto na parte aérea houve aumento linear nesses clones e também em S. microdontum (próximo a 50 mg Al L-1). A oxidação protéica foi observada principalmente nas raízes dos clones sensíveis ao alumínio. Entretanto, foi observada oxidação protéica na parte aérea de todos clones de batata, em resposta ao Al. Estes resultados indicam que o estresse oxidativo causado por Al em batata pode prejudicar vários componentes celulares, principalmente nos clones sensíveis ao metal.

Aluminum toxicity is a serious problem in Brazilian soils and selecting potato clones is an important strategy to produce this crop on these kinds of soils. Potato clones, Macaca, SMIC148-A, Dakota Rose, and Solanum microdontum, were grown in a nutrient solution (pH 4.0) with 0, 50, 100, 150 and 200 mg Al L-1. After 7 d, Al concentration in both root system and shoot of all clones increased linearly with increasing Al levels. Based on relative root growth, S. microdontum and SMIC148-A were considered Al-tolerant clones, whereas Macaca and Dakota Rose were considered Al-sensitive. Shoot growth in Macaca linearly decreased with increasing Al levels. Root H2O2 concentration in both Al-sensitive clones increased with increasing Al supply, whereas in Al-tolerant clones it either decreased (SMIC148-A) or demonstrated no alteration (S. microdontum). Shoot H2O2 concentration increased linearly in Macaca, whereas for Dakota Rose it showed a quadratic relationship with Al levels. On the other hand, shoot H2O2 concentration in the Al-tolerant clones either demonstrated no alteration (S. microdontum) or presented lower levels (SMIC148-A). Root catalase (CAT) activity in both Al-sensitive clones increased with increasing Al levels, whereas in Al-tolerant clones it either demonstrated no alteration (SMIC148-A) or presented lower levels (S. microdontum). Shoot CAT activity in the S. microdontum increased curvilinearly with increasing Al levels. In all potato clones, chlorophyll concentration showed a curvilinear response to Al supply, where in Al-sensitive clones it decreased upon addition of Al exceeding 100 mg L-1, but in SMIC148-A it increased at levels between approximately 100 and 150 mg L-1, and decreased in S. microdontum regardless of the Al level. Carotenoid concentrations in the Al-sensitive clones were linearly decreased with increasing Al levels. Aluminum supply caused root lipid peroxidation only in the Al-sensitive clones, whereas in the shoot it increased linearly in the Al-sensitive clones and in S. microdontum it only increased at around 50 mg L-1. Most of root protein oxidation was only observed in the Al-sensitive clones. However, shoot protein oxidation was increased with increasing Al levels for all potato clones. These results indicate that oxidative stress caused by Al in potato may harm several components of the cell, mainly in Al-sensitive clones.

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.