Lead tolerance of water hyacinth (Eichhornia crassipes Mart. - Pontederiaceae) as defined by anatomical and physiological traits

Portuguese. Este estudo teve como objetivo verificar a tolerância do aguapé ao chumbo e verificar as modificações anatômicas e fisiológicas decorrentes. As plantas de aguapé foram cultivadas em solução nutritiva com cinco diferentes concentrações de chumbo sendo: 0,00; 0,50; 1,00; 2,00 e 4,00 mg L–1 por um período de 20 dias. Foram avaliadas a fotossíntese, transpiração, condutância estomática e a razão Ci/Ca aos 15 dias decorridos do início do experimento. Ao final do experimento, as modificações anatômicas nas raízes e folhas além da atividade das enzimas do sistema antioxidante foi avaliada. A fotossíntese e a razão Ci/Ca aumentaram em todos os tratamentos com chumbo. A análise da anatomia foliar não demonstrou nenhuma evidência de efeitos tóxicos mas demonstrou modificações nos estômatos e na espessura do parênquima esponjoso na presença de chumbo. De forma semelhante, a anatomia das raízes não demonstrou nenhum efeito tóxico mas o xilema e floema, bem como as barreiras apoplásticas demonstraram modificações favoráveis. Todas as enzimas do sistema antioxidante demonstraram aumento na atividade nas folhas e algumas modificações nas raízes em função da presença de chumbo. Portanto, a tolerância ao chumbo do aguapé está relacionada com modificações anatômicas e fisiológicas como o aumento da fotossíntese e modificações anatômica que aumentam a capacidade de captação de CO2 e a condutividade hidráulica.

English. This study aimed at verifying the lead tolerance of water hyacinth and at looking at consequent anatomical and physiological modifications. Water hyacinth plants were grown on nutrient solutions with five different lead concentrations: 0.00, 0.50, 1.00, 2.00 and 4.00 mg L–1 by 20 days. Photosynthesis, transpiration, stomatal conductance and the Ci/Ca rate were measured at the end of 15 days of experiment. At the end of the experiment, the anatomical modifications in the roots and leaves, and the activity of antioxidant system enzymes, were evaluated. Photosynthetic and Ci/Ca rates were both increased under all lead treatments. Leaf anatomy did not exhibit any evidence of toxicity effects, but showed modifications of the stomata and in the thickness of the palisade and spongy parenchyma in the presence of lead. Likewise, root anatomy did not exhibit any toxicity effects, but the xylem and phloem exhibited favorable modifications as well as increased apoplastic barriers. All antioxidant system enzymes exhibited increased activity in the leaves, and some modifications in roots, in the presence of lead. It is likely, therefore, that water hyacinth tolerance to lead is related to anatomical and physiological modifications such as increased photosynthesis and enhanced anatomical capacity for CO2 assimilation and water conductance.