Projetos de Pesquisa

 
Estresse salino em plantas de feijão caupi

O intenso impacto antrópico no agroecossistema e o avanço do aquecimento terrestre, impulsionam o problema ambiental da salinidade. Condutividades elétricas da solução do solo acima de 2,5 dS m-1 podem restringir o acesso e o transporte de água pelas plantas, bem como, provocar contenção estomática e da assimilação fotossintética de CO2. O Na+ altera a atividade de enzimas e a estrutura funcional de proteínas da planta, culminando em senescência e morte celular. Neste contexto, a inoculação de plantas com bactérias diazotróficas e/ou fungos micorrízicos arbusculares (FMA) tem se destacado como tecnologia para promoção da produção agrícola em áreas afetadas por sais, pois, além de propiciar uma estabilização no balanço nutricional da planta, auxilia no desenvolvimento de uma agricultura menos impactante. O presente estudo tem por objetivo avaliar o efeito da co-inoculação de microrganismos simbiontes, associados ao feijão-caupi, quanto a atenuação dos efeitos deletérios decorrentes do estresse salino. As variáveis avaliadas serão: produção de grãos e de biomassa; características morfofisiológicas das plantas; conteúdo de N e P nos órgãos vegetais; eficiência nodular; e colonização de raízes por micorrízas em plantas de feijão-caupi submetidas a estresse salino e co-inoculadas com o fungo Rhizoglomus clarum e bactéria diazotrófica Bradyrhizobium pachyrhizi. Com isso o estudo irá provar se a interação entre os três organismos é benéfica, e assim indicar a co-inoculação de microrganismos simbiontes como uma pratica de atenuação dos efeitos do estresse salino na produtividade do feijão-caupi. 

Antibióticos: acúmulo e efeitos morfofisiológicos em espécies agrícolas

O desenvolvimento da resistência a antimicrobianos por parte dos organismos alvos é, atualmente, uma preocupação de âmbito mundial, constituindo um problema de saúde pública e ambiental. A propagação da resistência a antimicrobianos deve-se, em parte, à seleção de bactérias já resistentes que se tornam a nova população no meio ambiente. Neste cenário, a presença de um determinado antimicrobiano estimula a resistência em bactérias sensíveis como forma de sobrevivência. Desta forma, o uso contínuo e o acúmulo de antibióticos no ambiente têm resultado no aumento da abundância e do número de espécies de bactérias resistentes. A utilização indiscriminada de antimicrobianos na saúde humana, bem como na agropecuária, onde são empregados como aditivos alimentares ou na profilaxia e tratamento de animais, resulta na inserção de elevadas quantidades de antimicrobianos no ambiente, o que tem sido relacionado ao surgimento de infecções alimentares humanas causadas por linhagens resistentes. Tais infecções também têm sido relacionadas ao desenvolvimento de bactérias resistentes em produtos alimentares de origem animal e vegetal. Água e adubo orgânico contaminados por antibióticos são frequentemente utilizados na produção vegetal, sendo que várias espécies vegetais de consumo humano e animal são capazes de acumular antibióticos em seus tecidos. Portanto, é importante investigar a bioacumulação de antibióticos por espécies vegetais de uso alimentar. Entretanto, poucos são os estudos sobre a incorporação e acúmulo de antibióticos por estes organismos e não é sabido se os níveis de antibióticos encontrados neles são capazes de induzir a aquisição de resistência por parte de microrganismos. O presente projeto objetiva avaliar a bioacumulação de antibióticos por espécies vegetais de interesse alimentar bem como seus efeitos na produtividade das plantas. 

Mecanismos de aquisição de tolerância ao herbicida glifosato por ervas daninhas

Estima-se que a seleção de a herbicidas por plantas daninhas e a decorrente perda de produtividade custe cerca de 9 bilhões de reais anuais ao Brasil. O Levantamento internacional de Plantas Daninhas Resistentes a Herbicidas (www.weedscience.org) relata até 2019, 303 casos de plantas daninhas resistentes ao glyphosate em 31 países, envolvendo um total de 43 espécies, sendo 8 de ocorrência no Brasil (Amaranthus palmeri, Chloris elata, Conyza bonariensis, Conyza canadenses, Coniza sumatrensis, Digitaria insularis, Eleusine indica, Lolium perene ssp. multiflorum). O aumento no número de plantas daninhas resistentes ao glyphosate, se deve, sem dúvida, ao uso indiscriminado e à crescente exposição ao herbicida, que acaba por selecionar mecanismos moleculares, bioquímicos e fisiológicos que garantem a sobrevivência das plantas alvo. Embora os estudos de resistência ao glyphosate dominem as pesquisas em resistências a herbicidas, os mecanismos que acarretam na tolerância em plantas ainda não estão elucidados. Entre os mecanismos de tolerância em plantas daninhas, redução na absorção, redução da translocação do herbicida até os sítios alvo, mecanismos rápidos de desintoxicação bem como alteração do sítio de ação do herbicida (a enzima 5-enolpiruvil-chiquimato sintase) tem sido relatado. Neste contexto, o presente projeto visa estudar os mecanismos moleculares, bioquímicose fisiológicos em plantas tolerantes e sensíveis da espécie Digitaria issularis (capim amargoso) e Conyza spp. (buva) expostas ao herbicida glyphosate. Exemplares de populações sensíveis das espécies serão utilizados como controle objetivando comparar as respostas intra e inter-específicas de tolerância ao herbicida. Os resultados obtidos subsidiarão a compreensão dos mecanismos envolvidos na aquisição de tolerância ao glyphosate em plantas daninhas, além de fornecerem bases para a adoção de práticas de manejo visando a diminuição da propagação da resistência.

Espécies aquáticas para a remediação de águas contaminadas

Contaminantes emergentes (herbicidas, antibióticos) e metais são a maior causa de contaminação dos ambientes aquáticos, o que representa hoje uma das maiores preocupações em âmbito mundial. Muitos desses contaminantes são tóxicos, afetando a composição e a estrutura da comunidade aquática. Além disso, devido a sua bioacumulação, tais contaminantes são inseridos na cadeia trófica, ocasionando efeitos deletérios nos diversos níveis ecológicos, afetando, inclusive, a qualidade de vida da população humana. Por exemplo, a exposição direta ou indireta (via níveis tróficos) a elementos-traço e pesticidas, mesmo em pequenas quantidades, pode acarretar em impactos de curto-prazo (como irritação na pele e nos olhos, dores de cabeça, tonturas e náuseas) e crônicos (como câncer, asma, diabetes, etc.). Similarmente, certos antibióticos têm se mostrado tóxicos aos seres humanos e sua exposição em níveis subinibitórios (como os encontrado atualmente em sistemas hídricos pode promover resistência em organismos alvo, resultando na seleção de bactérias tolerantes, incluindo as de linhagens patogênicas, com drásticas consequências à saúde pública. Embora a remoção de elementos-traço por espécies aquáticas já seja bem estudada, poucos são os trabalhos focados na biorremediação de pesticidas e antibióticos. Um dos limitantes da técnica de biorremediação é a sensibilidade das espécies usadas aos contaminantes presentes na água. Portanto, estudos sobre a capacidade de absorção e sobre as respostas de plantas aos contaminantes acarretarão em uma melhor compreensão dos efeitos ambientais dos contaminantes na água além de contribuir com a seleção de espécies efetivas para a biorremediação. Portanto, o presente projeto tem por objetivo a geração de conhecimento para dar suporte ao desenvolvimento de uma tecnologia verde, envolvendo o uso de espécies aquáticas (fitoplâncton e plantas aquáticas) para a mitigação da contaminação de águas por antibióticos, metais e pesticidas.

Remediação da Bacia do Rio Doce: potencial da biota aquática e terrestre

O rompimento da barragem de Fundão foi responsável pelo lançamento de cerca de 50 milhões de m3 de rejeito de mineração de ferro no ambiente. Além da supressão de grande extensão da vegetação de Mata Atlântica, o desastre foi responsável por alteração nas características físicas, químicas e biológicas dos ambientes aquáticos e terrestres, afetando diretamente a estrutura destes ecossistemas. Ademais, os laudos ambientais apontam para a presença de quantidades significativas de elementos-traço nas águas após o desastre, indicando que o acidente pode ter acarretado, dentre outras consequências, na contaminação ambiental. Em contrapartida, apesar de importante, a presença de poluentes orgânicos nas matrizes ambientais não tem recebido merecida atenção. O presente projeto objetiva o uso da tecnologia de biorremediação para a mitigação dos efeitos do impacto do desastre nos ecossistemas aquáticos e terrestres. Em curto prazo, o foco do projeto é identificar microrganismos aquáticos e plantas terrestres capazes de acumular os poluentes da água e dos solo das áreas afetadas pelo rejeito de mineração ou transformá-los em compostos menos tóxicos. Como consequência, as espécies que mostrarem maior eficiência serão usadas em estudos in situ para avaliar o seu potencial de biorremediação em áreas contaminadas previamente determinadas por meio das seguintes estratégias: 1) o uso de espécies vegetais nativas (hiper)acumuladoras de poluentes capazes de recuperar as condições do solo, e 2) o uso de microrganismos fotossintetizantes incorporados em uma matriz de biofilme, pelo qual a água contaminada pode ser filtrada. Além de ser pioneiro na proposição de tratamento concomitante para água e solo, a utilização das técnicas propostas neste projeto fornecerá subsídios para o estabelecimento de outras espécies e recuperação de parte da biodiversidade (aquática e terrestre) da Mata Atlântica, perdida em consequência do desastre.

 
 
 
 

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