Changes in root morphology and dry matter production in Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen accessions in response to excessive zinc

ABSTRACT Zinc (Zn) participates of numerous metabolic processes in plants. However, it can become toxic to plants in excessive concentrations in the soil. Pfaffia glomerata is a Brazilian medicinal species that has stood out because of its numerous chemical and functional properties, mainly by the triterpene saponins and ecdysteroids accumulated in its roots. This study aimed to evaluate the effects of zinc excess on many root morphological parameters of Pfaffia glomerata. A 4 x 3 factorial design was employed in a completely randomized scheme with 3 replicates. The treatments consisted of four concentrations of Zn (2, 100, 200, and 300 µM) and three accessions of P. glomerata (BRA, GD, and JB) grown in a hydroponic system for 7 and 14 days. Differences in root morphology and dry mass production were observed among the three accessions in response to excessive Zn. Some growth parameters of GD accession increased with the addition of Zn, ranging from 36 to 79 µM. However, the GD and JB accessions presented reduction in dry mass production, root area, length, and volume with increasing Zn levels. The BRA accession, which had the lowest growth among accessions, presented chlorotic leaves. The shoot/root dry mass ratio and root diameter increased linearly for BRA and GD accessions at 7 days. Based on the evaluated parameters, we observed the following order of Zn excess tolerance in P. glomerata accessions: GD> JB> BRA. RESUMO O zinco (Zn) participa de numerosos processos metabólicos nas plantas. No entanto, em concentrações excessivas no solo pode tornar-se tóxico para os vegetais. Pfaffia glomerata é uma espécie medicinal brasileira que tem se destacado devido as suas inúmeras propriedades químicas e funcionais, devido principalmente às saponinas triterpênicas e ecdisteróides acumuladas em suas raízes. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos do excesso de Zn sobre vários parâmetros morfológicos radiculares de Pfaffia glomerata. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com três repetições, dispostos em um arranjo fatorial (4 x 3). Os tratamentos consistiram em quatro níveis de Zn (2, 100, 200 e 300µM) e três acessos (BRA, GD e JB) de P. glomerata cultivados em sistema hidropônico em casa de vegetação por 7 e 14 dias. Diferenças na morfologia radicular e na produção de material seca foram observadas entre os três acessos em resposta ao excesso de Zn. Alguns parâmetros de crescimento do acesso GD aumentaram sob a adiçã