CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA DE MUTANTES DE ARROZ QUANTO À TOLERÂNCIA À TOXIDEZ POR FERRO
SANTOS, Lívia Scheunemann dos1; MALONE, Emilia2; FARIAS, Daniel1; KOPP, Marurício Marini1; AHLERT, Renata1; CARVALHO, Fernando Irajá Félix1; COSTA DE OLIVEIRA, Antonio1.

1Deptº de Fitotecnia – Centro de Genômica e Fitomelhoramento  – FAEM/UFPel
2Dept° de Biotecnologia - UFPel
Campus Universitário  – Caixa Postal 354 – CEP 96010-900. liviascheu@hotmail.com

1.	INTRODUÇÃO

O arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais cultivados no mundo, constitui-se em alimento básico para 2/3 da população mundial, tendo ainda ampla distribuição geográfica (Souza, 1991). O arroz apresenta um genoma pequeno (390 Mpb) e tem sido extensamente manipulado geneticamente, sendo visualizado como modelo de pesquisa para outras culturas (Devos & Gale, 2000). 
A nutrição mineral é um dos fatores mais importantes envolvidos no crescimento e desenvolvimento vegetal e, portanto, na sua produção. Entre os elementos minerais essenciais, o Ferro é de grande importância devido à sua implicação em processos fundamentais como fotossíntese, respiração, fixação de nitrogênio e síntese de DNA e às suas propriedades físico-químicas; participando em grande parte das reações redutivas básicas tanto na produção e consumo de oxigênio (Briat, 1995; Briat, 1997). 
A toxidez pela forma férrica (Fe2+) pode causar perdas consideráveis na produção de arroz, especialmente em solos ácidos em áreas tropicais e subtropicais (Fageria, 1987; Wu, 1998), como o encontrado no sul do Brasil, que caracteriza-se por ser rico em ferro e possuir baixo pH (Silva et al., 2003).
A existência de diferenças entre genótipos de uma mesma espécie quanto à capacidade de absorção de nutrientes, resistência a elementos tóxicos no meio nutritivo e eficiência de utilização dos nutrientes absorvidos no processo de produção das plantas é um fato comprovado em várias espécies de plantas cultivadas (Clark, 1983; Furlani, 1986). No caso do arroz, como o distúrbio não ocorre em todos os cultivares, é de se esperar que as causas estejam relacionadas a fatores fisiológicos e/ou morfológicos, que diferem entre cultivares.
Portanto, este trabalho teve como objetivo avaliar genótipos mutantes de arroz (Oryza sativa L.) quanto à toxidez por ferro em nível morfológico. 

2.	MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizados 35 genótipos mutantes de arroz (Oryza sativa L.) na geração M5, sendo adicionadas ao experimento a cultivar TAIM (que deu origem as famílias mutantes), a cultivar IRGA 409 e a cultivar EPAGRI 108 como testemunhas, designadas como genótipo sensível e tolerante, respectivamente. Para o estabelecimento do experimento, as sementes utilizadas passaram por processo de desinfestação em hipoclorito de sódio 1% durante 10 minutos, sendo então lavadas três vezes em água destilada para posterior acondicionamento em caixas Gerbox contendo papel filtro umedecido com água destilada. As sementes foram então mantidas em câmara germinadora (BOD) a 26°C, fotoperíodo de 12 horas e umidade relativa de 100% por 72 horas. As sementes germinadas com aproximadamente 5mm de raiz foram transportadas para uma tela de nylon adaptada à tampa de um recipiente (balde) com capacidade para 5,5L, contendo solução nutritiva conforme descrita por Camargo (1981). 
As plântulas se desenvolveram nessas condições por 14 dias e foram então transferidas para os recipientes contendo solução nutritiva e sulfato ferroso (FeSO4) na concentração de 9 mM (Silva et al., 2003) e agente quelante EDTA em valor equimolar (Sillanpää, 1996) à dose de ferro adicionada à solução, permanecendo nestas condições por 7 dias a um pH de 4,0 sendo controlado diariamente. 
Após este período foram avaliadas as seguintes variáveis: número de raízes (NR), comprimento da raiz principal (CRP), comprimento do coleóptilo (CC), inserção da primeira folha (IPF), comprimento da primeira folha (CPF), comprimento da segunda folha (CSF) e comprimento da parte aérea (CPA). 
Seguidamente, os dados morfológicos foram submetidos às análises estatísticas de variância fatorial com ajuda do programa Genes (Cruz, 1997) e análise de comparação de média pelo teste de Dunnett a 5% de probabilidade de erro através do programa SAS 8.1 (Statistical Analysis System).

3. 	RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados da análise de variância (dados não apresentados) evidenciaram que as sete variáveis avaliadas obtiveram diferença estatística no fator Genótipo. Apenas as variáveis NR, CRP, CC e CPA apresentaram diferença estatística no fator Dose. Na interação Genótipo x Dose foi observado diferença estatística nas variáveis NR e CC. Estes resultados indicam que os genótipos respondem diferentemente aos tratamentos, implicando assim no desmembramento de cada um dos genótipos para análises de comparação de médias.
Da análise de comparação de médias das famílias em relação a cultivar EPAGRI 108 na dose de 0 mM observou-se que apenas três (NR, CC e CSF) dos sete caracteres avaliados apresentaram famílias com média diferente estatisticamente à testemunha. A variável que apresentou maior número de famílias com diferença estatística foi NR com 5 famílias. 
Quando analisadas em relação a cultivar IRGA 409 na dose de 0 mM observou-se que apenas um dos sete caracteres avaliados (CRP) não apresentou famílias com médias estatisticamente diferentes à testemunha. A variável que apresentou maior número de famílias com diferença estatística foi o IPF com 25. Nenhuma das famílias que apresentaram diferença estatística obteve médias inferiores à testemunha sensível no tratamento controle. Enquanto que em relação a cultivar TAIM na dose de 0 mM observou-se que em apenas um dos sete caracteres avaliados houve família com média diferente estatisticamente à testemunha. A variável que apresentou diferença estatística foi o CC, na família 2. 
Da análise de comparação de médias das famílias em relação a cultivar EPAGRI 108T, porém na dose de 9 mM observou-se que apenas um dos sete caracteres avaliados obteve família com média diferente estatisticamente à testemunha. A variável que apresentou diferença estatística foi IPF, na família 37.  
Quando analisadas em relação a cultivar IRGA 409, também na dose de 9 mM observou-se famílias com diferença estatística em todas as variáveis, exceto CRP.  Das variáveis que apresentaram diferença estatística, a que obteve no maior número de famílias foi IPF, com 35, e a que menor número apresentou foi CC, com uma. Todas médias que diferiram estatisticamente da testemunha sensível apresentaram valores superiores à mesma, sugerindo que a indução de mutações foi eficiente, possivelmente melhorando a resposta a concentrações tóxicas de ferro.
Quando analisadas em relação a cultivar TAIM, ainda na dose de 9 mM observou-se famílias com diferença estatística apenas na variável IPF (Tabela 1), na qual constataram-se 9 famílias. O desempenho relativo (d.r.) apresentado refere-se àquele obtido em comparação com a média obtida pela família no tratamento controle. Todas as variáveis tiveram famílias que apresentaram desempenho relativo superior a 100%. 

Tabela 1: Análise de médias das famílias em relação a cultivar TAIM na dose de 9mM para o caráter IPF (Inserção da Primeira Folha).
Gen	Média	
38	2,5	
5	3,9*	
35	3,9*	
20	3,9*	
34	3,8*	
3	3,7*	
4	3,7*	
28	3,7*	
32	3,7*	
13	3,6*	
14	3,6*	
1	3,6	
30	3,6	
8	3,6	
19	3,6	
2	3,6	
33	3,6	
22	3,5	
25	3,5	
24	3,5	
7	3,4	
11	3,4	
12	3,4	
23	3,4	
31	3,4	
27	3,4	
21	3,3	
29	3,3	
10	3,3	
9	3,3	
6	3,2	
17	3,2	
36	3,2	
16	3,1	
26	3,0	
15	2,9	
18	2,7	
37	1,4	

Cabe ressaltar que a família 6 apresentou um dos melhores desempenhos relativos, estando sempre entre os três maiores valores, em 6 das 7 variáveis avaliadas (NR, CC, IPF, CPF, CSF e CPA), tendo os maiores valores em 4 destas (IPF, CPF, CSF e CPA) destacando-se como uma família importante na continuação dos estudos em relação a tolerância ao ferro. 
Contudo, as famílias 4 e 7 também se destacaram por terem estado entre os três maiores valores de desempenho relativo em 4 dos 7 caracteres avaliados (IPF, CPF, CSF e CPA; CC, IPF, CPF e CPA, respectivamente). A família 26 esteve entre três maiores valores de desempenho relativo em 3 dos 7 caracteres avaliados (NR, CRP e CC).

4. CONCLUSÕES

•	A mutação permitiu o incremento da variabilidade para o caráter em estudo.
•	A variável que melhor discriminou as famílias estudadas foi IPF.
•	A família 6  (CGF-Z-M05-188) comportou-se com média  baixa  nas  sete variáveis do tratamento controle, porém apresentou médias superiores às testemunhas em 6 das 7 variáveis (NR, CRP, IPF, CPF, CSF e CPA) no tratamento com 9 mM de ferro. Quando submetida ao estresse, obteve desempenho relativo superior, mesmo comparada às três testemunhas em todas as variáveis analisadas. 
•	As famílias 4 (CGF-Z-M05-243), 7 (CGF-Z-M05-42) e 26 (CGF-Z-M05-192) também foram favorecidas pela mutação, apresentando médias superiores nas variáveis IPF, CPF, CSF e CPA; CC, IPF, CPF e CPA; NR, CRP e CC, respectivamente, em relação à cultivar TAIM na dose de 9 mM.

5.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRIAT, J. et al. Cellular and molecular aspects of iron metabolism in plants. Biot Cell 84, 69-81, 1995.
BRIAT, J.; LOBRÉAUX, S. Iron transport and storage in plants. Trends in Plant Science Reviews. 1997, Vol.2, N°5.
CAMARGO, C.E., OLIVEIRA, O.F, Tolerância de cultivares de trigo a diferentes níveis de alumínio em solução nutritiva e no solo. Bragantia, Campinas, v.40, n.3, p.21-31, 1981.
CLARK, R.B.; Plant genotype differences in the uptake, translocation, accumulation and use of mineral elements required for plant growth. Plant and Soil, The Hague, 49-70, 1983.
DEVOS, K.M.; GALE, M.D. Genome Relationships: The Grass Model in Current Research. Plant Cell, v.12, p.637-646, 2000.
FAGERIA, N.K.; RABELO, N.A. Tolerance of rice cultivars to iron toxicity. J Plant Nutr 10, 653-661, 1987.
FURLANI, A.M.C; BATAGLIA, O.C.; AZZINI, L.E. Variabilidade entre linhagens de arroz na absorção e utilização de potássio em solução nutritiva. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, 1986, 10: 135-41.
Sillanpää, M.; Oikari, A. Assessing the impact of complexation by EDTA and DTPA on heavy metal toxicity using microtox bioassay. Chemosphere, Vol.32, No.8, pp. 1485-1497, 1996.
SILVA, M.M.; VALE, M.G.; DAMIN, A.C.F.; WELZ, B.; MANDAJI, M.; FETT, J.P. Method development for the determintaion of iron milligram amounts of rice plants (Oryza sativa L.) from cultivation experiments using graphite furnace atomic absorption spectrometry. Anal Bioanal Chem 377: 165-172, 2003.
SOUSA, R.O. Alternativas tecnológicas que visam minimizar o efeito da toxidez por Ferro em arroz irrigado (Oryza sativa L.). Universidade Federal de Pelotas (Dissertação de Mestrado), 1991.
WU, P. et al. Characterization of tissue tolerance to iron by molecular markers in different lines of rice. Plant and Soil 203: 217-226, 1998.