Análises moleculares, bioquímicas e fisiológicas de scaevola plumieri submetidas à contaminação por cobre e zinco: implicações para a fitorremediação de ambientes costeiros

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dc.contributor.advisor1Silva, Diolina Moura
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3885-280X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0341541450627705
dc.contributor.authorPereira, Lucas Pimentel
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0007-1003-1854
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1258206244342780
dc.contributor.referee1Meira, Débora Dummer
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-6092-2459
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7199119599752978
dc.contributor.referee2Braga, Eugenia Jacira Bolacel
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-6364-7934
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7705049074927773
dc.date.accessioned2026-02-09T18:12:04Z
dc.date.available2026-02-09T18:12:04Z
dc.date.issued2025-12-17
dc.description.abstractContamination by trace elements in coastal ecosystems compromises biodiversity and the functional stability of Restinga environments. In this context, Scaevola plumieri plants were evaluated regarding their molecular, biochemical, and physiological responses under exposure to copper (Cu), zinc (Zn), and the combined treatment of Cu+Zn, aiming to understand their tolerance mechanisms and phytoremediation potential. The experiment was conducted in a completely randomized design with different trace-element concentrations: T1 (Control), T2 (Cu 25 µM), T3 (Cu 50 µM), T4 (Cu 100 µM), T5 (Zn 100 µM), T6 (Zn 200 µM), T7 (Zn 400 µM), T8 (Cu+Zn 25+100 µM), T9 (Cu+Zn 50+200 µM), and T10 (Cu+Zn 100+400 µM), evaluated at two exposure periods (5th and 25th day). Molecular analyses indicated a significant induction of PCS gene expression on the 5th day, especially at lower treatment concentrations (T3, T5, and T8), followed by a marked reduction on the 25th day and complete suppression at the highest doses, indicating a limitation of the chelation response under prolonged stress. Biochemical analyses revealed an initial increase in phenolic compounds, flavonoids, antioxidant capacity, and lipid peroxidation, reflecting activation of antioxidant defenses. Chlorophyll a fluorescence analysis showed a progressive impairment of electron transport (reduction of PIabs, PITotal, and φP₀), accompanied by an increase in energy dissipation (DI₀/RC), culminating in photochemical collapse at higher concentrations. The strong early induction of the PCS pathway demonstrates rapid activation of metal chelation mechanisms to sequester Cu and Zn, sustaining molecular defense during the initial exposure phase. Biochemical responses followed this transcriptional pattern, with increased antioxidant activity at early stages and depletion under severe stress. These findings indicate that S. plumieri activates an integrated protection system involving phytochelatin synthesis, antioxidant pathways, and photoprotective mechanisms, supporting its potential for phytoremediation of trace elements in coastal environments.
dc.description.resumoA contaminação por elementos traços em ecossistemas costeiros compromete a biodiversidade e a estabilidade funcional das Restingas. Nesse contexto, avaliou-se plantas de Scaevola plumieri quanto às respostas moleculares, bioquímicas e fisiológicas sob a ação dos elementos traços cobre (Cu), zinco (Zn) e à combinação de Cu+Zn, com o objetivo de compreender seus mecanismos de tolerância e seu potencial como espécie fitorremediadora. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com diferentes concentrações dos elementos traços T1 (Controle), T2 (Cu 25 µM), T3 (Cu 50 µM), T4 (Cu 100 µM), T5 (Zn 100 µM), T6 (Zn 200 µM), T7 (Zn 400 µM), T8 (Cu+Zn 25+100 µM), T9 (Cu+Zn 50+200 µM), T10 (Cu+Zn 100+400 µM) e dois períodos de exposição (5° e 25° dia). As análises moleculares, indicaram indução significativa da expressão do gene PCS no 5º dia, especialmente nas menores concentrações dos tratamentos (T3, T5 e T8), seguida de forte redução no 25º dia e supressão completa nas doses mais tóxicas, indicando limitação da resposta de quelação sob estresse prolongado. As análises bioquímicas revelaram aumento inicial de compostos fenólicos, flavonoides, capacidade antioxidante e da peroxidação lipídica, refletindo ativação antioxidante. A análise da fluorescência da clorofila a indicou prejuízo progressivo do transporte de elétrons (queda de PIabs, PItotal e φP₀) acompanhado pelo aumento da taxa de dissipação de energia (DI₀/RC), com colapso fotoquímico nos tratamentos com maiores concentrações. A forte indução inicial da via das PCS demonstra ativação precoce do sistema de quelação para sequestrar Cu e Zn, sustentando a defesa molecular nas fases iniciais da exposição, as respostas bioquímicas acompanham a dinâmica transcricional, com elevação de antioxidantes no início e consumo sob estresse intenso. Esses resultados indicam que as plantas de S. plumieri tem capacidade de ativar um sistema integrado de proteção, via fitoquelatinas, rotas antioxidantes e mecanismos fotoprotetores, que lhes confere potencial fitorremediador de elementos traços em ambientes costeiros.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20859
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Biotecnologia
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia
dc.rightsopen access
dc.subjectFitoquelatinas
dc.subjectEstresse oxidativo
dc.subjectRestinga
dc.subject.cnpqBiotecnologia
dc.titleAnálises moleculares, bioquímicas e fisiológicas de scaevola plumieri submetidas à contaminação por cobre e zinco: implicações para a fitorremediação de ambientes costeiros
dc.typemasterThesis
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