Biofortificação com zinco, selênio e ferro, e biodisponibilidade de ferro em cultivares de feijoeiro-comum

The common bean (Phaseolus vulgaris L.), a staple food in nutritional diet of Brazilians and populations in developing countries, is a nutritionally rich legume with potential for biofortification. Approximately one third of the world population suffers from nutritional deficiencies, being necessary to increase the nutrient content in vegetables, especially iron (Fe), selenium (Se) and zinc (Zn), which are important micronutrients for plants and human health. In this context, three studies were carried out aiming to evaluate the potential of common bean cultivars to biofortification with Fe, Se and Zn, and verify the interaction between these minerals and iron bioavailability, in order to contribute to increased nutritional quality of grains, reducing the micronutrients deficiency and improving human health. In the first study, experiments were conducted in a greenhouse, with ten common bean cultivars in nutrient solution under different treatments with Fe, Se and Zn. The plant growth and the mineral content of the beans were evaluated in addition to verify the influence of polyphenol and phytate levels on Fe bioavailability in grains fortified with Zn and Se. The evaluated beans cultivars have proved promising for simultaneous biofortification with these nutrients without greatly affecting Fe bioavailability. In the second study, the aim was evaluate the interaction between Fe, Se and Zn in cultivars consumed in Brazil or in USA. Gene expression and root microscopy analysis were performed in order to understand the positive effect of Zn supply on the Fe uptake by roots. The expression of genes related to the transport and uptake of Fe and Zn did not clearly explain the influence of Zn in Fe nutrition. The roots microscopy and the evaluation of nutrient solutions used showed that, in the presence of Zn, there was Fe accumulation in epidermis of the roots and not in the vascular system, prone to be precipitated when it goes through the root membrane. In the latest study, a field experiment was conducted to evaluate the effect of Zn fertilization via soil and foliar, in the content and accumulation of Fe and Zn in grains and in the yield of common bean cultivars, in addition to verify the amount of these micronutrients supplied by biofortified beans. The fertilization with Zn did not affect the yield, but provided high levels of this nutrient in grains of the cultivars analyzed, representing 27% of the recommended daily intake of Zn. The higher Fe content in beans, obtained when there was no application of foliar Zn, supplies 56% of the daily requirement of Fe.

O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.), alimento básico na dieta nutricional dos brasileiros e de populações de países em desenvolvimento, é uma leguminosa rica nutricionalmente com potencial à biofortificação. Aproximadamente um terço da população mundial sofre com deficiências nutricionais, sendo necessário o aumento do teor de nutrientes em vegetais, principalmente de ferro (Fe), selênio (Se) e zinco (Zn), que são micronutrientes importantes para as plantas e para a saúde humana. Nesse contexto, três estudos foram realizados objetivando-se avaliar o potencial de cultivares de feijoeiro-comum à biofortificação com Fe, Se e Zn, bem como verificar a interação entre esses minerais e a biodisponibilidade de Fe, de forma a contribuir para o aumento da qualidade nutricional dos grãos, diminuindo a deficiência desses micronutrientes e melhorando a saúde humana. No primeiro estudo, foram conduzidos experimentos em casa de vegetação, com dez cultivaresde feijão em solução nutritiva, submetidas a diferentes tratamentos com Fe, Se e Zn. O crescimento da planta e o teor de minerais nos grãos de feijão foram avaliados, além de verificar a influência de níveis de polifenóis e de fitato na biodisponibilidade de Fe em grãos fortificados com Zn e Se. As cultivares de feijão avaliadas se mostraram promissoras à biofortificação simultânea com esses nutrientes sem afetar a biodisponibilidade de Fe. No segundo estudo, objetivou-se avaliar a interação entre o Fe, Se e Zn em cultivares consumidas no Brasil ou nos Estados Unidos. Expressão gênica e análise de microscopia de raiz foram realizadas com o intuito de entender o efeito positivo do suprimento de Zn na absorção de Fe pelas raízes. A expressão de genes relacionados ao transporte e absorção de Fe e Zn não explicou claramente a influência do Zn na nutrição de Fe. Já a microscopia de raízes e a avaliação das soluções nutritivas utilizadas mostraram que, na presença de Zn, houve acúmulo de Fe na epiderme das raízes e não no sistema vascular, tendendo a ser precipitado quando atravessa a membrana da raiz. No último estudo, um experimento de campo foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da adubação de Zn, via solo e foliar, no teor e acúmulo de Fe e Zn nos grãos, e no rendimento de cultivares de feijoeiro-comum, bem como verificar a quantidade desses micronutrientes suprida pelo feijão biofortificado. A adubação com Zn não influenciou o rendimento, mas proporcionou alto teor desse micronutriente nos grãos das cultivares analisadas, representando 27% da ingestão diária recomendada de Zn. O maior teor de Fe nos grãos de feijão, obtido quando não houve aplicação de Zn via foliar, supre 56% da necessidade diária de Fe.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)