54Mn e 52Mn em estudos de NMP

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54Mn e 52Mn em estudos de NMP
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Centro de Energia
Nuclear na Agricultura Laboratório de Nutrição
Mineral de Plantas Laboratório de Fertilidade do
Solo
Pós-doutorando José Lavres Jr. Supervisor Prof.
Dr. Takashi Muraoka Prof.
Dr. Eurípedes Malavolta (In memoriam)
PIRACICABA Estado de São Paulo Brasil 27 de
novembro 2009
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54Mn e 52Mn em estudos de NMP
1 INTRODUÇÃO ? Características Físicas e
Químicas do Mn ? Histórico do uso de isótopos em
NMP ? Hipóteses de pesquisas
2 ABORDAGEM METODOLÓGICA e CRITÉRIOS
3 ESTUDOS COM Mn INERTE x 54Mn ou 52Mn
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
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1 INTRODUÇÃO
Características Físicas e Químicas do Mn
? Peso atômico 54,938 u.m.a.
? Possui 1 isótopo estável 55Mn e 18 nuclídeos
instáveis (radioativos).
? 53Mn meia vida de 3,7 milhões de anos ? decai
para 53Cr.
? 54Mn meia vida de 312 anos ? decai para 54Fe /
54Cr.

• 52Mn meia vida de 5,6 dias (núcleo instável por
  excesso de prótons ß) ? decai para 52Cr.

? Demais nuclídeos Mn meia vida de 3 horas ou
menos.
? Radiomanganês 54Mn largamente utilizado em
estudos de NMP e Fert. Solo.
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Histórico do uso de isótopos em NMP

• 1º Experimento fisiológico de NMP movimento do
  42K no xilema (e floema). Stout Hoagland
  (1939).

Retirado de Epstein Bloom (2005)
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Histórico do uso de isótopos em NMP (contin...)

• Experimento de Cinética de Absorção em raízes
  destacadas potássio radioativo (42K e 86Rb) ?
  Epstein Hagen (1952).
• - experimento que 1º descreveu a
  absorção como resultado de um processo enzimático
  enzima-substrato.

Retirado de Epstein Bloom (2005)
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Histórico do uso de isótopos em NMP (contin...)
(1957)
5 mg/L Mn ausência de Si
5 mg/L Mn 30 mg/L Si
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Histórico do uso de isótopos em NMP (contin...)

• 1º Experimento no Brasil - absorção de 65Zn por
  orquídeas.

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54Mn e 52Mn em estudos de NMP
Aspectos relacionados com a nutrição em Mn

• Diferenças genotípicas na aquisição
• Distribuição (partição) do Mn no tecido
• Localização celular
• Taxa de caminhamento no xilema (52Mn).

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Hipóteses das pesquisas

• - Deficiência de Mn à menor eficiência de
  absorção ao menor transporte à longa distância,
  ou ambos os fatores.

• - Tolerância a toxidez de Mn maior
  compartimentalização nas raízes transporte
  localização na parede celular/vacúolo

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2. ABORDAGEM METODOLÓGICA e CRITÉRIOS
Critérios para uso de isótopos
? Tipo de experimento e objetivos do estudo.
? Características do nuclídeo
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2. ABORDAGEM METODOLÓGICA e CRITÉRIOS
? Adequação da área de trabalho (licenciamento)

• Atendimento das Normas atuais do CNEN
• (Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica
• CNEN NN 3.01)

? Aspectos éticos
- Agência Financiadora
registro
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x 54Mn ou 52Mn
Fig. Absorção de Mn por raízes destacadas
transferidas para solução nutritiva.
Munns et al. (1963)
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54
Fig. Absorção de Mn seguida à adição de Mn-54
na solução nutritiva. Círculos vazios
correspondem ao Mn determinado quimicamente.
Círculos fechados correspondem à contagem do
Mn-54.
Munns et al. (1963)
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54
Fig. Plantas transferidas para solução
não-radioativa após crescimento em solução
contendo 54Mn. Parte (a), plantas transferidas
para solução sem Mn e (b) com suprimento de Mn
estável.
Munns et al. (1963)
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54
Fig. Plantas transferidas para solução
não-radioativa após crescimento em solução
contendo 54Mn. Parte (a), plantas transferidas
para solução sem Mn e (b) com suprimento de Mn
estável.
Munns et al. (1963)
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54
Fig. Autoradiografia. Conteúdo e distribuição
de 54Mn em folhas primárias de cowpea. Tvu 91
Mn sensível Tvu 1987 Mn tolerante
Horst (1983)
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 52

• ? Primeiro trabalho utilizando a técnica - imagem
  do pósitron (ß) emitido.
• Demonstraram que (1) plantas deficientes gt
  transporte de Mn-52, da R para a PA, em relação
  àquelas bem supridas.
• Por outro lado, a redistribuição do 52Mn da PA
  para as R foi interrompido ? excesso.
• Nas plantas mantidas no escuro houve
  redistribuição para as folhas novas e que o
  movimento independe da taxa transpiratória.
• 52Mn aplicado na folha moveu-se para região do
  colo em 27 min, do colo para as raízes e, por
  fim, das R para FN.

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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 52
Tsukamoto et al. (2006)
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54
Lavres Jr. (2007)
Figura - Curvas de depleção de Mn pelos
cultivares Santa Rosa, IAC-15 e IAC-Foscarin 31,
em função dos tempos de exposição das plantas a
uma solução de cultivo contendo Mn na
concentração de 2,0 µmol L-1 e taxa de
crescimento absoluto de raízes (mm/dia), em
função do tempo de cultivo.
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54
Tabela parâmetros cinéticos.
Cult. Cmim µmolL-1 Km µmolL-1 Vmax µmol g-1 h-1
Sta Rosa 0,98 1,02 0,42
IAC-15 0,55 0,87 0,50
IAC-31 0,25 0,45 0,67
Figura - Influxos estimados de Mn nos cultivares
Santa Rosa, IAC-15 e IAC-Foscarin 31, em função
das doses de Mn na solução nutritiva.
Lavres Jr. (2007)
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3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54
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(No Transcript)
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4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
? Qual a prioridade do estudo?
? Levar em consideração o tempo de execução
exeqüível
? Há possibilidade do estudo, porém, com a
utilização de um nuclídeo estável?
? Integridade física X proteção radiológica X
ambiente.
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A radiação não deve ser temida, mas sim,
respeitada! (E.
Malavolta)
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Obrigado !
E-mail jlavres_at_cena.usp.br