Você já teve algumas plantas da casa que ficaram mais amareladas e começaram a parecer tristes?
Embora o amarelecimento das folhas possa ser causado por muitos problemas, um deles pode ser a deficiência de nutrientes. Alguns dos fertilizantes mais comuns contêm nitrogênio, fósforo e potássio (NPK), mas existem muitos outros elementos essenciais e não essenciais de que as plantas precisam.
Um elemento mineral essencial é manganês (Mn) que é importante para a fotossíntese e respiração. No entanto, em quantidades extremas, o Mn pode causar fitotoxicidade, especialmente em solos ácidos ou enquanto a planta está encharcada (ou seja, as raízes estão em água parada). Outro elemento metalóide não essencial é silício (Si), que é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre e é importante para o crescimento e desenvolvimento das plantas.
Nas décadas anteriores, o papel da adição de Si para tolerar estresses ambientais tem ganhado muito interesse, pois pode levar ao espessamento da parede celular da planta. Testar se o Si pode ajudar algumas culturas a resistir à toxicidade do Mn pode ser feito em experimentos de estufa usando diferentes doses dos elementos e observando como as plantas crescem. Embora essas observações levem a conclusões talvez superotimistas, uma nova técnica de uso de fluorescência de micro-raios-X (µ-XRF) permite aos cientistas visualizar onde e quanto desses elementos são absorvidos pela planta.
van der Ent e colegas (2020) no Universidade de Queensland usou um µ-XRF baseado em síncrotron (ou seja, a radiação eletromagnética emitida quando partículas carregadas são aceleradas radialmente) para visualizar a distribuição de Si em plantas de soja e girassol com toxicidade de Mn. Você pode assistir Dr. Antony van der Ent falando sobre sua pesquisa sobre hiperacumulação por plantas para evitar toxicidade em Jardinagem Austrália.
Em uma breve entrevista, o Dr. van der Ent explicou: “Nosso grupo tem trabalhado em plantas hiperacumuladoras por cerca de 10 anos, concentrando-se principalmente em plantas de regiões tropicais da Ásia-Pacífico. Até agora, concentramos nossos esforços principalmente em plantas hiperacumuladoras de níquel, cobalto e manganês, mas também trabalhamos na absorção e toxicidade de micronutrientes em plantas cultivadas, como soja e girassol.”
No estudo atual, os autores viram menos tecido vegetal morto quando o Si foi adicionado e o Si foi frequentemente co-localizado com o Mn, mas em resposta, o Mn se acumulou em outras áreas da planta, ainda causando fitotoxicidade. Essas descobertas refutam muitas ideias anteriores sobre se a adição de Si ajuda as culturas a resistir à toxicidade do Mn.
“Este estudo foi tecnicamente desafiador, devido às dificuldades em conduzir a análise de microXRF evitando/minimizando artefatos de amostra”, explica o Dr. van der Ent. A inovação em seus métodos é a visualização de elementos com pequenos números atômicos em tecidos vegetais vivos e hidratados. Isso só poderia ser feito anteriormente usando tecidos secos, o que possivelmente não é particularmente representativo de uma planta em crescimento. Alguns dos autores escreveram anteriormente uma revisão (Koppitke e outros, 2018) usando µ-XRF baseado em síncrotron para visualizar elementos em plantas no Fisiologia vegetal Diário. Seus métodos agora ajudarão outros cientistas a visualizar o processo de absorção de nutrientes em grande detalhe no futuro.
O principal autor está entusiasmado com seus resultados: “Esta pesquisa mostrou que é possível medir (e mapear a distribuição de) elementos muito leves, como o silício, em órgãos vegetais totalmente hidratados (vivos), neste caso, soja e folhas de girassol. Planejamos aplicar esses métodos a outros elementos e outras espécies de plantas e melhorar a metodologia para estudos resolvidos no tempo” e acrescentou: “Esperamos que este trabalho inspire mais cientistas de plantas a usar fluorescência de micro-raios-X (XRF) baseada em laboratório ) mapeamento elementar em suas pesquisas”.
Esta pesquisa é um ótimo exemplo de por que a pesquisa fundamental e olhar além do escurecimento das veias e pelos das folhas é crucial para informar os agricultores sobre como cuidar de suas plantações.
LEIA O ARTIGO
van der Ent, A., Casey, L., Blamey, F., e Kopittke, P. (2020) A microfluorescência de raios X de laboratório com resolução temporal revela a distribuição de silício em relação à toxicidade do manganês na soja e no girassol. Annals of Botany, 126(2), pp. 331-341. Disponível em: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa081.
