Biofortificação e toxidez por selênio e fitoextração de cádmio em plantas de jambu cultivadas em hidroponia.

Universidade do estado do Pará - UEPA.

O jambu é uma planta nativa das regiões tropicais, principalmente da Amazônia Brasileira, e vastamente utilizada na gastronomia regional. O objetivo dessa tese foi analisar o comportamento do jambu [Acmella oleracea (L.)] quanto à capacidade de toxidez, biofortificação e fitoextração. Os experimentos foram individualizados para toxidez e biofortificação por Selênio (Se) e fitoextração e tolerância ao Cádmio (Cd). Os delineamentos experimentais foram inteiramente casualizados e conduzidos em casa de vegetação por sistema hidropônico. O primeiro experimento analisou o comportamento fisiológico, biométrico e de conteúdo de Se e contou com quatro tratamentos e 15 repetições, totalizando 60 plantas. Foram utilizadas três doses de Se na forma de selenato de sódio (5, 10 e 20 mg.L - 1), mais controle (zero de Se). O segundo experimento avaliou o potencial de biofortificação e contou com seis tratamentos e cinco repetições, utilizando o Se, também na forma de selenato, com doses de 1, 2, 3, 4 e 5 mg.L -1 e mais controle. O terceiro experimento avaliou a capacidade de fitoextração, tolerância e conteúdo de Cd no jambu e foi desenvolvido com cinco tratamentos e seis plantas por tratamento. As doses utilizadas foram de 1, 3, 6 e 9 mg.L 1, mais controle (zero de Cd). Os dados foram submetidos à ANOVA, construção de indicadores multivariados e composição do modelo de regressão. No experimento de toxidez de Se, os dados morfofisiológicos, mostraram efeito benéfico para a planta até 5 mg.L-1, com conteúdo de 462,15 µg.kg-1 de Se na parte aérea. A partir de 10 mg.L-1 de Se, a planta passa mostrar sinais de toxidez até a dose letal de 20 mg.L-1. Com a utilização de indicadores multivariados, foi possível ter uma visão mais ampla da relação dose/resposta e estimar através dos modelos de regressão a concentração de 2,95 mg.L-1 de Se na solução, como dose ótima para o melhor desempenho do jambu. No segundo experimento o jambu obteve seu maior desempenho agronômico quanto suplementado com até 3 mg.L-1 de Se. A análise mais sistêmica dos indicadores multivariados mostrou que entre 2,77 e 3,36 mg.L-1 de Se o jambu absorveu mais nutrientes, otimizou o crescimento e o ganho de massa. Com base no indicador geral multivariado, a dose ideal para biofortificação com fins de nutrição humana foi de 2,98 mg.L-1 Se, onde o consumo diário de 100g de jambu biofortificado irá fornecer 50,13 µg.dia-1 de Se, disponibilizando para a população quantidade do elemento necessária para uma dieta equilibrada. O terceiro experimento mostrou que em pequenas doses (1 e 3 mg.L-1), a planta apresentou ganho de massa e maior desempenho fotossintético, porém a partir de 6 mg.L-1 esse efeito é inverso. O jambu não é uma planta hiperacumuladora de Cd, porém é tolerante ao metal, apresentando inclusive efeito hormético. Com 28 dias de exposição a 1mg.L-1 de Cd em solução nutritiva, a planta concentrou em sua parte aérea 1,35 mg.kg-1 de Cd, valor 6,5 vezes maior que o permitido pela ANVISA para hortaliças folhosas. A pesquisa permitiu concluir que o jambu é tolerante e fitoextrator de Cd e pode ser biofortificado a doses crescentes de Se desde que respeitados os limites de consumo diário e os níveis de toxidez planta.

Jambu is a plant native to tropical regions, mainly from the Brazilian Amazon, and widely used in regional cuisine. The objective of the thesis research was to analyze the behavior of jambu [Acmella oleracea (L.) R. K. Jansen] regarding its toxicity, biofortification and phytoextraction capacity. The experiments were individualized for toxicity and biofortification by Selenium (Se) and phytoextraction and tolerance to Cadmium (Cd). The experimental designs were completely randomized and carried out in a greenhouse using a hydroponic system. The first experiment analyzed the physiological, biometric and Se content behavior and had 4 treatments and 15 repetitions, totaling 60 plants. Three doses of selenium were used in the form of sodium selenate (5, 10 and 20 mg.L-1), plus the control (zero of Se). The second experiment evaluated the biofortification potential and had 6 treatments and 5 repetitions, using selenium, also in the form of selenate, with doses of 1, 2, 3, 4 and 5 mg.L-1 and more control. The third experiment evaluated the phytoextraction capacity, tolerance and Cd content in jambu and was developed with 5 treatments and 6 plants per treatment. The doses used were 1, 3, 6 and 9 mg.L-1, plus control (zero of Cd). Data were submitted to ANOVA, construction of multivariate indicators and composition of the regression model. In the Se toxicity experiment, the morphophysiological data showed a beneficial effect for the plant up to 5 mg.L-1, with a content of 462.15 µg.kg-1 of Se in the aerial part. From 10 mg.L-1 of Se, the plant starts to show signs of toxicity up to a lethal dose of 20 mg.L-1. With the use of multivariate indicators, it was possible to have a broader view of the dose/response relationship and to estimate, through regression models, the concentration of 2.95 mg.L-1 of Se in the solution, as the optimal dose for the best performance of the jambu. The second experiment showed that jambu obtained its greatest agronomic performance when supplemented with up to 3 mg.L-1 of Se. A more systemic analysis of the multivariate indicators showed that between 2.77 and 3.36 mg.L-1 of Se the jambu absorbed more nutrients, optimized its growth and mass gain. Based on the multivariate general indicator, the ideal dose for biofortification for human nutrition purposes was 2.98 mg.L-1 Se, where the daily consumption of 100g of biofortified jambu will provide 50.13 µg.day-1 of Se , making available to the population the amount of the element necessary for a balanced diet. The third experiment showed that in small doses (1 and 3 mg.L-1), the plant showed mass gain and greater photosynthetic performance, but from 6 mg.L-1 onwards this effect is inverse. Jambu is not a Cd hyperaccumulating plant, but it is tolerant to the metal, even presenting a hormetic effect. After 28 days of exposure to 1mg.L-1 of Cd in nutrient solution, the plant concentrated in its aerial part 1.35 mg.kg -1 of Cd, a value 6.5 times higher than that allowed by ANVISA for leafy vegetables. The research allowed us to conclude that jambu is tolerant and phytoextractor of Cd and can be biofortified to increasing doses of Se, as long as daily consumption limits and plant toxicity levels are respected.