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Efeitos da Dose de Raios-X em Estudos de Rizosfera Usando Tomografia Computadorizada por Raios-X



A tomografia computadorizada de raios X (TC) é uma técnica de imagem não destrutiva originalmente projetada para a medicina diagnóstica, que foi adotada para aplicações em rizosfera e ciências do solo no início dos anos 80. A tomografia de raios-X permite que os pesquisadores visualizem e quantifiquem simultaneamente a matriz heterogênea do solo de grãos minerais, matéria orgânica, poros cheios de ar e poros cheios de água. Além disso, a TC de raios X permite a visualização das raízes das plantas in situ, sem a necessidade de métodos invasivos tradicionais, como a lavagem das raízes. No entanto, um aspecto rotineiramente não relatado da TC de raios-X é o efeito potencial da dose de raios X nos microrganismos e plantas do solo em investigações de rizosfera. Aqui nós objetivamos i) destacar a necessidade de relatos mais consistentes de parâmetros de tomografia de raios X para dosagem a amostra, ii) fornecer uma visão geral dos impactos previamente relatados de raios-X em microorganismos do solo e raízes de plantas e iii) apresentar novos dados que investigam a resposta das raízes das plantas e comunidades microbianas à exposição aos raios X. Menos de 5% das 126 publicações incluídas na revisão da literatura continham informações suficientes para calcular a dose e apenas 2,4% das publicações explicitamente afirmam uma estimativa da dose recebida por cada amostra. Foi realizado um estudo envolvendo raízes de arroz crescendo no solo, observando que não houve diferença significativa entre o número de pontas das raízes, o volume radicular e o comprimento total das raízes em amostras escaneadas versus não escaneadas. Paralelamente, um experimento de micróbios no solo analisando amostras ao longo de um total de 24 semanas não observou diferença significativa entre os valores de biomassa microbiana escaneados e não escaneados. Concluímos da revisão da literatura e de nossos próprios experimentos que a TC de raios X não afeta o crescimento das plantas ou as populações microbianas do solo ao empregar um nível baixo de dose (<30 Gy). No entanto, o apelo para maior CT de raio-X de processamento significa que as doses que as amostras biológicas recebem tendem a aumentar e, portanto, devem ser monitoradas de perto.

Fonte: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3693932/

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Texto Original



X-ray Computed Tomography (CT) is a non-destructive imaging technique originally designed for diagnostic medicine, which was adopted for rhizosphere and soil science applications in the early 1980s. X-ray CT enables researchers to simultaneously visualise and quantify the heterogeneous soil matrix of mineral grains, organic matter, air-filled pores and water-filled pores. Additionally, X-ray CT allows visualisation of plant roots in situ without the need for traditional invasive methods such as root washing. However, one routinely unreported aspect of X-ray CT is the potential effect of X-ray dose on the soil-borne microorganisms and plants in rhizosphere investigations. Here we aimed to i) highlight the need for more consistent reporting of X-ray CT parameters for dose to sample, ii) to provide an overview of previously reported impacts of X-rays on soil microorganisms and plant roots and iii) present new data investigating the response of plant roots and microbial communities to X-ray exposure. Fewer than 5% of the 126 publications included in the literature review contained sufficient information to calculate dose and only 2.4% of the publications explicitly state an estimate of dose received by each sample. We conducted a study involving rice roots growing in soil, observing no significant difference between the numbers of root tips, root volume and total root length in scanned versus unscanned samples. In parallel, a soil microbe experiment scanning samples over a total of 24 weeks observed no significant difference between the scanned and unscanned microbial biomass values. We conclude from the literature review and our own experiments that X-ray CT does not impact plant growth or soil microbial populations when employing a low level of dose (<30 Gy). However, the call for higher throughput X-ray CT means that doses that biological samples receive are likely to increase and thus should be closely monitored.

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