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54 Mn e 52 Mn em estudos de NMP Pós-doutorando: José Lavres Jr. Supervisor: Prof. Dr. Takashi Muraoka Prof. Dr. Eurípedes Malavolta (In memoriam) PIRACICABA.

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1 54 Mn e 52 Mn em estudos de NMP 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 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Centro de Energia Nuclear na Agricultura Laboratório de Nutrição Mineral de Plantas Laboratório de Fertilidade do Solo

2 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 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 54 Mn ou 52 Mn 54 Mn e 52 Mn em estudos de NMP

3 Possui 1 isótopo estável 55 Mn e 18 nuclídeos instáveis (radioativos). 1 INTRODUÇÃO Peso atômico 54,938 u.m.a. 53 Mn meia vida de 3,7 milhões de anos decai para 53 Cr. 54 Mn meia vida de 312 anos decai para 54 Fe / 54 Cr. 52 Mn meia vida de 5,6 dias (núcleo instável por excesso de prótons – β + ) decai para 52 Cr. Demais nuclídeos Mn meia vida de 3 horas ou menos. Radiomanganês 54 Mn – largamente utilizado em estudos de NMP e Fert. Solo. Características Físicas e Químicas do Mn

4 Histórico do uso de isótopos em NMP 1º Experimento fisiológico de NMP – movimento do 42 K + no xilema (e floema). Stout & Hoagland (1939). Retirado de Epstein & Bloom (2005)

5 Histórico do uso de isótopos em NMP (contin...) Experimento de Cinética de Absorção em raízes destacadas – potássio radioativo ( 42 K + e 86 Rb) Epstein & Hagen (1952). - experimento que 1º descreveu a absorção como resultado de um processo enzimático – enzima-substrato. Retirado de Epstein & Bloom (2005)

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

7 Histórico do uso de isótopos em NMP (contin...) 1º Experimento no Brasil - absorção de 65 Zn por orquídeas.

8 Aspectos relacionados com a nutrição em Mn Diferenças genotípicas na aquisição; Distribuição (partição) do Mn no tecido; Localização celular; Taxa de caminhamento no xilema ( 52 Mn). 54 Mn e 52 Mn em estudos de NMP

9 - 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 Hipóteses das pesquisas

10 * Critérios para uso de isótopos: Tipo de experimento e objetivos do estudo. Características do nuclídeo: i) Se é estável ou radioativo ii) Se radioativo: tipo de desintegração; meia-vida física e energia. 2. ABORDAGEM METODOLÓGICA e CRITÉRIOS

11 Adequação da área de trabalho (licenciamento) -Atendimento das Normas atuais do CNEN (Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica CNEN – NN 3.01) - Agência Financiadora: – registro Aspectos éticos - Parecer – comitê de ética ambiental rejeitos

12 3. ESTUDOS COM Mn INERTE x 54 Mn ou 52 Mn Fig. – Absorção de Mn por raízes destacadas transferidas para solução nutritiva. Munns et al. (1963)

13 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)

14 Fig. – Plantas transferidas para solução não-radioativa após crescimento em solução contendo 54 Mn. Parte (a), plantas transferidas para solução sem Mn e (b) com suprimento de Mn estável. Munns et al. (1963) Mn ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54

15 Fig. – Plantas transferidas para solução não-radioativa após crescimento em solução contendo 54 Mn. Parte (a), plantas transferidas para solução sem Mn e (b) com suprimento de Mn estável. Munns et al. (1963)

16 Mn 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)

17 Mn ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54

18 Mn ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 52 Primeiro trabalho utilizando a técnica - imagem do pósitron (β + ) emitido. Demonstraram que: (1) plantas deficientes > transporte de Mn-52, da R para a PA, em relação àquelas bem supridas. Por outro lado, a redistribuição do 52 Mn 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. 52 Mn aplicado na folha moveu-se para região do colo em 27 min, do colo para as raízes e, por fim, das R para FN.

19 Mn ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 52 Tsukamoto et al. (2006)

20 INERTE 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.

21 INERTE 3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54 Lavres Jr. (2007) Figura - Influxos estimados de Mn nos cultivares Santa Rosa, IAC-15 e IAC-Foscarin 31, em função das doses de Mn na solução nutritiva. Cult.Cmim μmolL -1 Km μmolL -1 Vmax μmol g -1 h -1 Sta Rosa0,981,020,42 IAC-150,550,870,50 IAC-310,250,450,67 Tabela – parâmetros cinéticos.

22 INERTE 3. ESTUDOS COM Mn INERTE x Mn - 54

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24 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.

25 A radiação não deve ser temida, mas sim, respeitada! (E. Malavolta)

26 Obrigado !


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