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Monitorando a absorção de nutrientes pelas plantas

Texto baseado no artigo X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) applied to plant science: challenges towards in vivo analysis of plants, publicado no periódico Metallomics em 22 de novembro de 2019.


Novas estratégias para monitorar o movimento dos nutrientes dentro das plantas


Uma das principais vantagens da espectrometria de fluorescência de raios X (XRF, sigla e inglês) no estudo das plantas é a sua natureza não destrutiva, o que possibilita análises em condições in vivo. Com isso, é possível monitorar a absorção de nutrientes e localizar a região da planta onde eles se acumulam, por exemplo. Por outro lado, dependendo da dose de radiação, a composição e desenvolvimento das plantas podem ser comprometidos.


Com o objetivo de apresentar as vantagens e as limitações da XRF na análise de plantas vivas, o artigo X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) applied to plant science: challenges towards in vivo analysis of plants, publicado no periódico Metallomics e conduzido por pesquisadores do Laboratório de Instrumentação Nuclear do CENA/USP, avaliou a cinética de absorção e transporte de zinco (Zn) e manganês (Mn) em plantas de soja, o local de acúmulo destes elementos, bem como os possíveis danos causados pela exposição aos raios X.


Dois tipos de tratamentos foram aplicados em plantas de soja cultivadas em hidroponia: soluções de ZnSO4 e MnSO4 foram adicionados na solução nutritiva, e as intensidades de Zn e Mn foram monitorados nos caules e folhas ao longo de 48 h. Uma maior quantidade de Zn foi detectado no caule da planta em relação ao Mn, enquanto o oposto foi observado nas folhas. Além disso, foi observado que ambos os elementos estavam mais concentrados nas folhas do terceiro trifólio (mais jovens) do que nas do primeiro (mais velhas) das plantas de soja.


Além disso, por tratar-se de uma análise não destrutiva, entre uma medida de XRF e outra, monitorou-se a taxa de transpiração, condutância estomática e a atividade fotossintética utilizando um analisador de gás por infravermelho (IRGA, sigla em inglês) (Figura 1). Todos os parâmetros sofreram queda com o aumento da absorção de Mn e Zn, o que pode estar mais associado ao ciclo circadiano das plantas do que com o acúmulo dos metais nos tecidos, uma vez que a condutância estomática durante a noite foi cerca de 50% menor do que durante o dia.


Figura 1. Equipamento de XRF portátil (à esquerda) e IRGA (à direita) durante análise in vivo de plantas de soja.


Em relação aos possíveis danos causados pela radiação, os autores observaram uma importante correlação entre estes e a intensidade dos raios X. Folhas que foram expostas por 60 min a um feixe de raios X com 1 mm de diâmetro não apresentaram variação nas intensidades de K, Ca e P, nem sinais visuais de dano, enquanto aquelas expostas a um feixe de 30 mm focado por uma ótica policapilar tiveram uma queda acentuada na intensidade de K nos primeiros 20 min e se manteve constante até o final da exposição (60 min), além de um pequeno dano visual no local de incidência do feixe. Essa diferença se justifica pelo fato de que o fluxo de raios X no feixe de 30 mm ser cerca de 2400 vezes maior do que no de 1 mm. No entanto, é importante salientar que em uma análise comum de XRF as plantas ficam expostas ao feixe somente durante 1-3 min.


Em resumo, a XRF se mostrou adequada para o estudo do transporte de nutrientes em plantas em condições in vivo, com a possibilidade de ser combinada com outras técnicas analíticas como o IRGA, e assim fornecer resultados mais abrangentes a respeito do estado nutricional e fisiológico das plantas.


Referência

Montanha, G. S.; Rodrigues, E. S.; Marques, J. P. R.; de Almeida, E.; dos Reis, A. R.; de Carvalho, H. W. P. X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) applied to plant science: challenges towards in vivo analysis of plants. Metallomics 2020, 12 (2), 183-192.

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