Tolerância de fungos ectomicorrízicos e plantas Associadas a níveis tóxicos de metais

Abstract

As ectomicorrizas são associações entre raízes de plantas e fungos, que surgiram há milhões de anos. Elas são um importante fator para a sobrevivência e crescimento das plantas, pois aumenta o aporte nutricional para o hospedeiro e protege contra patógenos. Os fungos ectomicorrízicos são capazes de quelar íons de metais tóxicos, retirando-os do solo e diminuindo os danos ao hospedeiro. Quatro isolados de fungos ectomicorrízicos de Eucalyptus dunnii foram selecionados para a realização desse trabalho: Scleroderma sp. (UFSC-Sc68), Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116), Chondrogaster angustisporus (UFSCCh163) e Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt188). Os isolados foram testados quanto à sua tolerância ao alumínio (Al), cádmio (Cd), cromo (Cr) e manganês (Mn), adicionados individualmente ao meio de cultura MNM em sua forma sólida e líquida. Mudas de E. dunnii foram testadas quanto à sua tolerância a esses mesmos metais, em dois diferentes experimentos: em ausência dos fungos e em associados a eles. Ambos os experimentos foram conduzidos sob condições de casa de vegetação. Os metais mais tóxicos, tanto para os isolados quanto para as plantas, foram o Cd e o Cr,. No experimento em meio sólido nenhum isolado foi capaz de crescer nas duas doses mais altas de Cd e Cr (1000 e 10000 mg.L-1). O crescimento foi mais expressivo em todas as doses dos tratamentos com Al e Mn. No experimento em meio líquido, o Cd e o Cr inibiram o crescimento dos isolados já na dose de 1 mg.L-1. Em ambos os experimentos, os isolados UFSC-Pt116 e -Ch163 foram aqueles que apresentaram maior crescimento nas doses testadas. Também foi observada a produção de pigmentos pelos isolados UFSC-Sc68, -Pt116 e -Pt188. No experimento com plantas não inoculadas, o metal mais tóxico foi o Cr. Nenhuma planta foi capaz de crescer nas duas doses mais altas desse metal (1000 e 10000 mg.kg-1). Para os outros metais, a matéria seca diminuiu com o aumento da dose. Para o tratamento com plantas inoculadas, o Cd foi o metal mais tóxico, que reduziu de maneira significativa a sobrevivência e o crescimento das plantas. Os isolados UFSC-Pt188 e -Ch163 foram os mais eficientes na proteção contra os metais, melhorando a sobrevivência e a produção de matéria seca das plantas. O isolado UFSC-Ch163 foi o mais eficiente na tolerância aos metais, in vitro e também em associação com plantas de E. dunnii, indicando bom potencial para utilização em solos contaminados. Para os isolados UFSC-Pt116 e –Pt188 a tolerância in vitro pode ser parcialmente explicada pela produção de pigmentos, que tem importante papel na imobilização de íons. Para o isolado UFSC-Ch163, não foi detectada a produção de pigmentos, indicando que outro mecanismo, de origem intracelular, pode estar envolvido.

Ectomycorrhizas are associations between plant roots and fungi, which have arisen millions of years ago. They are an important factor for plant survival and growth since they increase nutrient uptake and protect plants against pathogens. Ectomycorrhizal fungi are able to chelate toxic metals ions, removing them from the soil and reducing damages to the host. Four isolates of ectomycorrhizal fungi from Eucalyptus dunnii were selected for use in this study: Scleroderma sp. (UFSC-Sc68), Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116), Chondrogaster angustisporus (UFSC-Ch163) and Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt188). The isolates were evaluated for their resistance to aluminium (Al), cadmium (Cd), chromium (Cr) and manganese (Mn), both on solid and liquid MNM medium. Seedlings of E. dunnii were evaluated in terms of their response to the same metals, in two different experiments: in absence of the fungi, and when associated to them. Both experiments were conducted under greenhouse conditions. The most toxic metals, both for fungal isolates and plants, were Cd and Cr. In the experiment with solid medium no isolate was able to grow in the two highest concentrations of Cd and Cr (1000 and 10000 mg.L-1). Growth was more significant in all concentrations of Al and Mn. In the experiment with liquid MNM, Cd and Cr inhibited the growth of isolates when added at 1 mg.L-1. In both experiments, isolates UFSC-Pt116 and – Ch163 were those presenting more intensive growth in the concentrations tested. Also it was observed the production of pigments by the isolates UFSC-Sc68, -Pt116 and -Pt188. In the experiment with non-inoculated seedlings, Cr was the most toxic metal. No seedling grew when submitted to the highest concentrations of this metal (1000 and 10000 mg.kg-1). For the other metals seedlings dry matter decreased as the concentration increased. In the experiment with inoculated seedlings, Cd was the most toxic metal, having significantly decreased survival and growth of plants. The isolates UFSC-Pt188 and –Ch163 were the most efficient in protecting against metals, improving the survival and the production of dry matter by the plants. The isolate UFSC-Ch163 was the most efficient in terms of tolerance in vitro as well as in association with E. dunnii seedlings, indicating a good potential for utilization in contaminated soil. Although for isolates UFSC-Pt116 and –Pt188 the in vitro tolerance to metals could be partially explained by the production of pigments, which have an important role in ion immobilization, for isolate UFSC-Ch163, pigments were not detected, indicating that another mechanism, of intracellular origin, could be involved