Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1822/28323

TitleSolanum nigrum L., a fine tool for phytoremediation of acetophenone
Author(s)Moreira, José Tiago Teixeira de Sousa
Advisor(s)Teixeira, Jorge
Issue date2013
Abstract(s)Organic pollutants of several industries constitute an environmental hazard because they may enter food chains, including humans. Phytoremediation is an eco friendly technology for environmental cleanup, and phytodegradtion, a strategy of phytoremediation, consists on the use of plants and associated organisms to render organic pollutants in non-reactive, non-toxic compounds. Acetophenone, a compound used in several industries, is the second most abundant constituent of Ridomil®, which is a systemic fungicide used in horticulture and vineyards and has as its active compound metalaxyl. Moreover, the several industrial uses of acetophenone make it more available and likely to accumulate in the environment. In order to access if acetophenone exerts toxicity towards Solanum nigrum L. and to see if this plant species may be used as a phytoremediation tool for acetophenone-contaminated sites, S. nigrum plants were exposed for one month to 0.52 and 1.04 ppm of this compound, which was supplied in the nutrient solution. Acetophenone levels in the nutrient medium were quantified along time, and some oxidative stress markers (H2O2; Chlorophyll a and b; carotenoids; proline and malondialdehyde levels), as well as some of the plant antioxidant system and detoxification mechanisms (catalase (CAT), guaiacol peroxidase (POD), ascorbate peroxidase (APX), Glutathione-S-Transferase (GST), γ-glutamyl-cysteine synthetase (γ-ECS) and glutathione reductase (GR) activities, as well as glutathione- and thiols-related levels) were evaluated at the end of the treatment. Acetophenone exposure impaired plant growth and induced oxidative stress. CAT and APX had enhanced activity in shoots of treated plants, while in roots both POD and APX revealed an increased activity. Increase in non-protein thiol levels revealed the importance of glutathione in acetophenone detoxification, where acetophenone is detoxified partly by conjugation with GSH through GST activity. Changes in GSH/GSSG ratios, alongside with increased γ -ECS activity and absence of statistical differences in GR activity, suggest that S. nigrum used de novo synthesis of GSH in response to acetophenone exposure. The results presented clearly reveal that S. nigrum is an excellent tool for the rapid remediation of contaminated sites with acetophenone, as no acetophenone was detected after 7 days of exposure to the plants.
Os poluentes orgânicos de várias indústrias constituem um perigo ambiental, podendo ser incorporados em várias cadeias alimentares, incluindo a dos seres humanos. A fitorremediação é uma tecnologia amiga do ambiente de remediação ambiental. A fitodegradação, uma estratégia de fitorremediação, consiste no uso de plantas e organismos associados para tornar poluentes orgânicos em compostos não-reativos e não- tóxicos. Acetofenona, um composto utilizado em diversas indústrias, é o segundo composto mais abundante de Ridomil ®, fungicida sistémico utilizado na horticultura e vinha e tem como composto ativo o metalaxil. Com o objetivos de determinar a toxicidade que acetofenona exerce em Solanum nigrum e para averiguar a utilidade desta espécie como ferramenta fitoremediadora de acetofenona, S. nigrum foi exposta durante um mês a 0,52 e 1,04 ppm deste composto, fornecido a planta na solução nutritiva. Os níveis de acetofenona no meio nutritivo foram quantificados ao longo do tempo, e alguns marcadores de stress oxidativo (H2O2; Clorofila a e b; carotenóides; prolina e níveis de malondialdeído), bem como enzimas do sistema antioxidante e mecanismos de desintoxicação das plantas (catalase (CAT); peroxidase do guaiacol (POD); peroxidase do ascorbato (APX); glutationa-S-transferase (GST); γ-glutamil-cisteína sintetase (γ-ECS); glutationa redutase (GR), bem como os níveis de glutationa e tióis) foram avaliadas no final do tratamento. A exposição à acetofenona prejudicou o crescimento da planta e induziu stress oxidativo. A CAT e a APX revelaram maior atividade na parte aérea das plantas tratadas, enquanto que nas raízes a POD e a APX revelaram um aumento da atividade. O aumento dos níveis de tióis não-proteicos realçou a importância da GSH na desintoxicação da acetofenona, onde esta última é, em parte, neutralizada por conjugação com a GSH pela GST. Alterações na proporção de GSH/GSSG, bem como o aumento da atividade γ-ECS e a ausência de diferenças estatisticamente significativas na atividade de GR, sugerem que S. nigrum sintetizou de novo GSH em resposta à exposição. Os resultados apresentados revelam que S. nigrum é uma excelente ferramenta para a rápida recuperação de sítios contaminados com acetofenona, não tendo sido detetada 7 dias após a exposição das plantas.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em Plantas
URIhttp://hdl.handle.net/1822/28323
AccessOpen access
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado
DBio - Dissertações de Mestrado/Master Theses

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