Effects of copper on physiological and cytological aspects in Lactuca sativa L.

The objective of this work was to characterize the effect of copper over physiological and cytological aspects in Lactuca sativa L. Lettuce seeds were exposed to the concentrations of 50, 100, 250 and 500 µM of CuSO4 and distilled water was used as control, using five replicates constituted of 30 seeds and 3 mL of solution per treatment for phytotoxicity and three for cytotoxicity tests. For proline, enzymatic antioxidant activity, lipid peroxidation, we used four replicates with 50 seeds and 5 mL of solution. The experimental design used was completely randomized. The copper did not influence germination and dry biomass, however, root elongation and fresh biomass were reduced according to the increase of concentration. This can be attributed to the reduced mitotic index of 29.02 % in the control treatment to 1.5 % in the concentration of 500 µM of CuSO4. Chromosomal abnormalities did not show significant difference. The accumulation of proline in the seedlings increased depending on the concentration of the metal. Superoxide dismutase (SOD) was the enzyme main responsible for the elimination of reactive oxygen species. Ascorbate and guaiacol peroxidase, and catalase did not present significant alteration. The action of SOD along with proline attenuated lipid peroxidation in the membranes. Although the concentration of 500 µM of CuSO4 has been cytotoxic, it was not clastogenic in the tested conditions. In addition, the copper did not influence germination and dry biomass. We also highlight that L. sativa presented efficient antioxidant system, not allowing significant damage to cell membranes.(Efeitos do cobre sobre aspectos fisiológicos e citológicos em Lactuca sativa L.) Este estudo caracterizou o efeito do cobre sobre os aspectos fisiológicos e citológicos em Lactuca sativa L. Sementes de Alface foram expostas às concentrações 50; 100; 250 e 500 µM de CuSO4 e água destilada foi utilizada como controle negativo, utilizando-se cinco repetições de 30 sementes e 3 mL de solução por tratamento para os testes de fitotoxicidade e três repetições para testes de citotoxicidade. Para prolina, atividade antioxidante enzimática e peroxidação lipídica foram utilizadas quatro repetições com 50 sementes e 5 mL de solução. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado. O alongamento de raiz e biomassa fresca foram reduzidos conforme o aumento da concentração. Isso pode ser atribuído ao índice mitótico reduzido de 29,02%, no tratamento controle, para 1,5% na concentração 500 µM de CuSO4. Anormalidades cromossômicas não mostraram diferença significativa. O conteúdo de prolina nas plântulas aumentou dependendo da concentração do metal. A dismutase do superóxido (SOD) foi a principal enzima responsável pela eliminação das espécies reativas de oxigênio (ERO). Peroxidase do ascorbato, do guaiacol e catalase não apresentaram alteração significativa. A ação da SOD juntamente com a prolina, atenuou a peroxidação lipídica das membranas. Embora a concentração 500 µM de CuSO4 foi citotóxica não foi clastogênica nas condições testadas. Além disso, o cobre não influenciou a germinação e biomassa seca. L. sativa apresentou eficiente sistema antioxidante, o qual preveniu danos significativos às membranas celulares.Palavras-chave: citotoxicidade, metal pesado, fitotoxicidade, atividade antioxidante enzimática