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The objective of the present study was to evaluate the tolerance to cadmium (Cd) of sunflower genotypes grown in greenhouse conditions, and the effectiveness of using photosynthetic parameters as physiological indicators of this tolerance. Seeds of two sunflower genotypes previously identified as tolerant (H358) and Cd-sensitive (AG960) to Cd were used. The seeds were germinated in plastic cups containing plant substrate; after 9 days, the seedlings were transplanted to plastic basins containing a nutrient solution with 0 or 10 µM of Cd, where they remained for 16 days. Samples of the plants were harvested every 5 days. The experiment was carried out in a randomized complete design, using a 4×2×2 factorial arrangement (4 days of grown in a nutrient solution with Cd, 2 sunflower genotypes, and 2 Cd levels) with four replications. Cd stress decreased CO2 net assimilation, stomatal conductance, carboxylation efficiency, photosynthetic pigment contents, potential quantum yield (Fv/Fm), and effective quantum yield of plants of the two evaluated genotypes. The decrease in photosynthetic rates of these plants was caused by both stomatal and non-stomatal limitations. Plants of the AG960 genotype showed more pronounced deleterious effects due to Cd stress than those of the H358 genotype. Thus, CO2 net assimilation rate, stomatal conductance, and chloroplast pigment content are good physiological indicators of sunflower tolerance to Cd and can at least in part, explain the greater tolerance of the H358 genotype to Cd stress when compared to the AG960 genotype. RESUMO O presente estudo foi conduzido em casa de vegetação objetivando-se demonstrar a tolerância ao cádmio (Cd) em genótipos de girassol e avaliar a eficácia dos parâmetros fotossintéticos como indicadores fisiológicos dessa tolerância. Para isto, foram utilizadas sementes de dois genótipos de girassol previamente identificados como tolerante (H358) e sensível (AG960) ao Cd. As sementes foram germinadas em copos plásticos contendo substrato vegetal e, após 9 dias, as plântulas foram transferidas para bacias plásticas com solução nutritiva contendo 0 ou 10 µM de Cd , onde permaneceram por 16 dias. As plantas foram coletadas a cada 5 dias. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em um arranjo fatorial 4 (dias de exposição) × 2 (genótipos) × 2 (níveis de Cd), com quatro repetições. A exposição ao Cd reduziu a taxa de assimilação líquida do CO2, a condutância estomática e a eficiência de carboxilação, bem como os teores de todos os pigmentos fotossintéticos, a razão Fy/Fm e o YII das plantas de ambos os genótipos estudados. Demonstrando que a redução na taxa fotossintética dessas plantas foi ocasionada tanto por limitações estomáticas como não-estomáticas. Os efeitos deletérios do Cd foram mais pronunciados no genótipo AG960 em comparação com o H358. Assim, as variáveis A, gs e os teores de pigmentos mostraram-se bons indicadores fisiológicos da tolerância do girassol ao estresse por Cd e podem, ao menos em parte, explicar a maior tolerância do genótipo H358 em relação ao AG960.

The aim of this study was to evaluate the effects of increasing concentrations of lead (Pb) in the nutrient solution on growth and macronutrient and organic solute contents of Helianthus annuus plants. The experimental design was completely randomized with four replications. The dry mass yield was not affected by the treatments up to a Pb concentration of 0.6 mM, indicating that H. annuus was tolerant to this Pb concentration in the growth medium. The reductions in leaf, stem and root dry masses at a Pb concentration of 0.8 mM were 74, 84 and 85%, respectively. Lead stress did not reduce the levels of nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K), indicating that the growth reduction observed at 0.8 mM Pb could not be attributed to deficiencies of these nutrients. On the other hand, Pb significantly reduced calcium (Ca) and magnesium (Mg) contents in leaves, stems and roots, which might, at least in part, explain the Pb-induced growth reduction in the H. annuus plants. Pb increased soluble carbohydrate, free amino acid and proline contents in leaves, and soluble protein and proline contents in roots, showing stress-induced changes in cell metabolism. The data also suggest that Ca and Mg concentrations may be used as nutritional indicators and the proline content may be used as a biochemical indicator of Pb toxicity in H. annuus. Objetivou-se com esse trabalho, avaliar os efeitos de doses crescentes de chumbo (Pb) na solução nutritiva sobre o crescimento e teores de macronutrientes e solutos orgânicos em plantas de Helianthus annuus, em casa de vegetação. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições. A produção de massa seca não foi afetada até o tratamento de 0,6 mM indicando que o H. annuus é tolerante até esta concentração de Pb no meio de cultivo. As reduções nas massas secas das folhas, caule e raízes foram de 74, 84 e 85%, respectivamente. O estresse por Pb não reduziu os teores de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), indicando que a redução do crescimento induzida pelo Pb não pode ser atribuída às deficiências destes nutrientes. Por outro lado, o Pb reduziu significativamente os teores de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) nas folhas, caule e raízes, o que pode, ao menos em parte, explicar a redução do crescimento induzida pelo Pb nas plantas de H. annuus. O Pb aumentou os teores de carboidratos solúveis, aminoácidos livres e prolina nas folhas e os de proteínas solúveis e de prolina nas raízes, evidenciando as alterações no metabolismo celular decorrentes do estresse. Os dados também sugerem que os teores de Ca e Mg podem ser utilizados como indicadores nutricionais e os de prolina como indicador bioquímico da toxidez por Pb em H. annuus.