Cadmium genotoxicity in tomato (Solanum lycopersicum L.)

O cádmio (Cd) é um metal pesado encontrado naturalmente no meio ambiente em níveis da ordem de 0,5 mg.L-1. No entanto, atividades humanas têm aumentado sua concentração na biosfera, por meio de efluentes industriais não tratados. Essa elevação pode causar estresse oxidativo nas plantas, conferindo aberrações cromossômicas, danos ao DNA e alterações nos microtúbulos das células. Pesquisas têm avaliado os efeitos do Cd em diversas espécies de plantas. Entretanto, o tomateiro ainda não tem sido alvo de tais pesquisas mesmo sendo considerada uma planta modelo em outras áreas. Dessa forma, justifica-se a condução de experimentos que avaliem a genotoxicidade do Cd nesta espécie através de abordagens baseadas na citogenética. Este estudo foi conduzido para avaliar efeitos genotóxicos do Cd em células meristemáticas de raízes de tomateiro do cultivar Micro-Tom através da investigação de aberrações cromossômicas, grau de danos causados ao DNA e anormalidades das fibras do fuso mitótico e do citoesqueleto. Evidenciou-se que a partir da dose mínima de Cd empregada (variou de 0,018 a 13 mg.L-1), foram observadas aberrações cromossômicas, tais como quebras, perdas, adesões e pontes. Ainda empregando-se as mesmas doses de Cd, constataram-se danos ao DNA por meio do ensaio de cometa. Porém, de acordo com a dose de 3,7 mg.L-1 de Cd, os microtúbulos de ?-tubulinas sofreram modificações em sua estrutura que alteram a organização do citoesqueleto celular, do fuso mitótico e da citocinese. Em geral, o tomateiro apresentou sensibilidade em baixas concentrações de Cd, o que possibilita considerá-lo como uma importante planta modelo com potencial para estudos de genotoxicidade aplicados ao monitoramento ambiental e testes de compostos tóxicos.Cadmium (Cd) is a heavy metal found naturally in the environment at low levels (around 0.5 mg.L-1). Some human activities have increased its concentration in the biosphere due to untreated industrial effluents. This increase may induce oxidative stress in plants and potentially causing chromosomal aberrations, DNA damage and changes in the cell microtubules. Researchers have evaluated the Cd effects in several plant species. However, tomato has not been the target of these researches even though it is considered as a plant model in others areas. Therefore, experiments are needed to assess the genotoxicity of Cd in this plant species through cytogenetical approaches. The present work was carried out to assess the Cd genotoxic effects on root-meristem cells of Micro-Tom based on chromosomal aberrations, DNA damage and abnormal mitotic spindle fibers and cytoskeleton. Low Cd concentrations (ranging from 0.018 to 13 mg.L-1) were able to induce chromosomal aberrations such as breaks, losses, stickiness and bridges. At the same concentrations, DNA damage was evidenced using the comet assay. Concentrations of 3.7 mg.L-1 Cd induced structural modifications of the microtubules of ?-tubulin that altered the organization of the cytoskeleton, the mitotic spindle fibers and cytokinesis. In general, tomato presented sensitivity to low concentrations of Cd. These results suggest that tomato is also a good model for studies of genotoxicity to be applied on environmental monitoring and toxic compounds assays