Silicon as an attenuator of the toxic effects of aluminum in Schinus terebinthifolius plants / Silício como atenuador dos efeitos tóxicos do alumínio em plantas de Schinus terebinthifolius

ABSTRACT

Aluminum (Al) is highly toxic to plants, since it causes stress and inhibits plant growth. Silicon (Si) is known to mitigate the stress caused by Al in several plant species. Thus, the current study aims to investigate the soothing effects of Si on morphophysiological and photosynthetic variables, and the attributes associated with oxidative stress in Schinus terebinthifolius plants exposed to Al. Treatments have followed a completely randomized design, with three repetitions based on the following Al/Si combinations (in mM) Treatment 1 0 Al + 0 Si; Treatment 2 0 Al + 2.5 Si; Treatment 3 1.85 Al + 0 Si; Treatment 4 1.85 Al + 2.5 Si; Treatment 5 3.71 Al + 0 Si; Treatment 6 3.71 Al + 2.5 Si. Each sampling unit consisted of a tray with 15 plants, totaling forty-five per treatment. Shoot and root morphological variables, photosynthetic variables, photosynthetic pigments, hydrogen peroxide concentration, lipid peroxidation (MDA), guaiacol peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD) enzymes, and non-enzymatic antioxidant such as Ascorbic acid (AsA) and non-protein thiol (NPSH) concentration were assessed. Root growth inhibition followed by changes in root morphological variables have negatively affected root and shoot biomass production in plants only subjected to Al. However, adding 2.5 mM Si to the treatment has mitigated the toxic effects caused by 1.85 mM of aluminum on S. terebinthifolius plants.

RESUMO

O alumínio (Al) é altamente tóxico para as plantas, pois causa estresse e inibe o crescimento vegetal. O silício (Si) é conhecido por atenuar o estresse causado pelo Al em diversas espécies vegetais. Assim, o presente estudo tem como objetivo investigar os efeitos suavizantes do Si sobre variáveis morfofisiológicas e fotossintéticas, e os atributos associados ao estresse oxidativo em plantas de Schinus terebinthifolius expostas ao Al. Os tratamentos seguiram um delineamento inteiramente casualizado, com três repetições baseadas nas seguintes combinações Al/Si (em mM) Tratamento 1 0 Al + 0 Si; Tratamento 2 0 Al + 2,5 Si; Tratamento 3 1,85 Al + 0 Si; Tratamento 4 1,85 Al + 2,5 Si; Tratamento 5 3,71 Al + 0 Si; Tratamento 6 3,71 Al + 2,5 Si. Cada unidade amostral constou de uma bandeja com 15 plantas, totalizando quarenta e cinco plantas por tratamento. Variáveis morfológicas da parte aérea e da raiz, variáveis fotossintéticas, pigmentos fotossintéticos, concentração de peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica (MDA), enzimas guaiacol peroxidase (POD) e superóxido dismutase (SOD) e antioxidantes não enzimáticos como ácido ascórbico (AsA) e grupos tiós não protéicos (NPSH) foram avaliadas. A inibição do crescimento radicular seguida de alterações nas variáveis morfológicas radiculares afetaram negativamente a produção de biomassa radicular e aérea em plantas submetidas apenas ao Al. No entanto, a adição de 2,5 mM de Si ao tratamento atenuou os efeitos tóxicos causados por 1,85 mM de alumínio em plantas de S. terebinthifolius.