Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Jose de Souza Filho.pdf: 2614709 bytes, checksum: 05f4c3c1c352f60a58f2b188da4c4e90 (MD5) Previous issue date: 2011-01-31 / The effects of toxic, mutagenic and genotoxic on target organs and the fish genome has been the subject of many studies, especially those that seek to establish these bodies and responses of genes to environmental stimuli. Histopathological studies, mutagenic, genotoxic and Poecilia reticulata (Guppy) were motivated by the scarcity of data in the literature concerning the effects of the formulation of the herbicide Roundup Transorb®. With everything, we sought to ascertain the effects produced by this formulation that is widely used in the Midwest of the country. This study aimed to evaluate the toxicity and mutagenic and genotoxic herbicide R. Transorb® in liver, gill and erythrocytes of the guppy, calculating and applying the LC50 test micronucleus (MN) and Comet assay (AC). The toxicity bioassays were performed to calculate the LC50;12-96h, to evaluate the effects of sublethal concentrations of herbicide subjected to acute treatment. We used 36 adult fish, weighing on average 0.496 g ± 0.28 g to calculate the LC50 and 75 adult fish also carry the MN and AC. During exposure to the herbicide was observed fish behavior at all concentrations and controlled chemical and physical changes of water. The erythrocytes were obtained by centrifugation of the gills being added to precipitate fetal calf serum, and then dripped on the slides to make the smear and electrophoresis. For the analysis of plates, 75.000 cells were counted and stipulate the frequency of occurrence of Nuclear Morphological Changes (AMNs) and AC were analyzed for 100 cells per specimen. The LC50; 12, 24, 48, 72 e 96h of R. Transorb® were 11:24, 8:55, 6.5, 6.10 and 5.65μl/L, respectively, indicating that this species is very sensitive to the herbicide studied in relation to other tropical species analyzed. These factors may be related to different formulations of herbicides and their respective surfactants. It was found that the mortality rate of fish poisoned by the herbicide increased as exposure concentrations increased. The values of LC50,12-96h show a downward trend over time, suggesting that during periods of reduced exposure will require greater amounts of herbicide to cause mortality of 50% of the population of animals. Animals exposed to the herbicide showed behavioral changes varied, such as aggressiveness, irritability, loss of the escape reflex, darkening of the body surface and banging against the wall of the aquarium. In addition, R. Transorb® hitológicas induced liver changes appreciably impairing the normal functioning of this organ. In MN and EC was possible to detect significant genotoxic and mutagenic effects in erythrocytes and gill cells, occurring gradual increase in the number of cells with AMNs and ADN damage under higher concentrations,indicating concentration-dependent effect. This herbicide has acute toxicity to guppy, promoting behavioral changes, possibly acting in a manner damaging to the liver but also in the nervous system and gill. These results also suggest that the formulation of this herbicide has genotoxic and mutagenic in erythrocytes and gill cells detected by the MN and AC. Therefore, it confirms the high risk of herbicide to the environment, its contamination may present a strong threat to populations of fish and other organisms both vertebrates and invertebrates and human health. / Os efeitos de substâncias tóxicas, mutagênicas e genotóxica sobre órgãos-alvos e o genoma de peixes tem sido objeto de muitos estudos, sobretudo daqueles que buscam estabelecer respostas destes órgãos e dos genes aos estímulos ambientais. Estudos histopatológicos, mutagênicos, genotóxicos e em Poecilia reticulata (Guppy) foram motivados pela escassez de dados na literatura referente aos efeitos provocados pela formulação do herbicida Roundup Transorb®. Com tudo, pretendeu-se conhecer os efeitos produzidos por essa formulação que é bastante utilizada no Centro-Oeste do país. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a ação tóxica, mutagênica e genotóxica do herbicida R. Transorb® em fígado, brânquia e eritrócito do guppy, calculando a CL50 e aplicando Teste de Micronúcleo (MN) e Ensaio Cometa (EC). Os bioensaios de toxicidade foram realizados para calcular a CL50,12-96h, avaliar os efeitos das concentrações subletais do herbicida submetido a tratamento agudo. Utilizou-se 36 peixes adultos, pesando em média 0,496g ± 0,28g para cálculo da CL50 e 75 peixes também adultos para realizar o MN e EC. Durante a exposição ao herbicida observou-se o comportamento dos peixes em todas as concentrações e controlada as variações químicas e físicas da água. Os eritrócitos foram obtidos pela centrifugação das brânquias sendo adicionado soro fetal bovino ao precipitado, e posteriormente gotejado sobre as lâminas para realizar o esfregaço e eletroforese. Para a análise das lâminas, foram contadas 75.000 células e estipulada a frequência de ocorrência de Alterações Morfológicas Nucleares (AMNs), e para EC foram analisadas 100 células por espécime. A CL50; 12, 24, 48, 72 e 96 h do R. Transorb® foram de 11.24; 8.55; 6.5; 6.10 e 5.65μl/L, respectivamente, indicando que esta espécie é bastante sensível ao herbicida estudado em relação às demais espécies tropicais analisadas. Esses fatores podem estar relacionados às diferentes formulações dos herbicidas e seus respectivos surfactantes. Verificou-se que a porcentagem de mortalidade dos peixes intoxicados pelo herbicida aumentou à medida que as concentrações de exposição aumentaram. Os valores da CL50; 12- 96 h apresentam tendência de queda ao longo do tempo, sugerindo que em períodos de menor exposição serão necessárias quantidades maiores de herbicida para causar a mortalidade de 50% da população de animais. Os animais expostos ao herbicida apresentaram alterações comportamentais variadas, tais como: agressividade; irritabilidade; perda do reflexo de fuga; escurecimento da superfície corporal e choque contra a parede do aquário. Além disso, o R. Transorb® induziu alterações hitológicas hepáticas prejudicando de forma sensível o funcionamento normal deste órgão. No MN e EC foi possível detectar efeitos mutagênicos e genotóxicos significativos nos eritrócitos e células da brânquia, ocorrendo aumento gradual no número de células com AMNs e com danos ao DNA de acordo com aumento das concentrações, indicando efeito concentração-dependente. Este herbicida apresenta toxidade aguda para guppy, promovendo alterações comportamentais, agindo possivelmente de forma danosa não só no fígado, mas também no sistema nervoso e branquial. Tais resultados sugerem também que a formulação deste herbicida possui ação genotóxica e mutagênica em eritrócitos e células branquiais detectados através dos MN e EC. Por tanto, se confirma o alto risco deste herbicida ao meio ambiente, sua contaminação pode apresentar forte ameaça para as populações de peixes e outros organismos tanto vertebrados como invertebrados e saúde do homem.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao mestrado Thiago Rocha.pdf: 3202693 bytes, checksum: 0519000d8f7c06ef3d8a404097ad8a82 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / The mechanism of acute toxicity of the commercial formulation glyphosate, Roundup Transorb® (RDT), was investigated in the guppy (Poecilia reticulata) gills using proteomic technologies associated with analyses of histopathological indexes (HI´s), followed by quantification of histopathological lesions of the gills. Additionally, the present study describes a protocol for the analysis of fish behavior using measurements of the Index of morphofunctional behavior (Imb) and Total (Itb). The results indicate that the acute toxicity of RDT may change P. reticulata behavior as a consequence of changes in the expression of proteins associated with cyto-histopathological lesions of the gills. RDT LC50,96h for guppy females was 7.54 ± 0.93 μL.L-1, indicating that the species is moderately sensitive to this herbicide. Acute exposure to RDT sublethal concentration of 3.8 μL.L-1 induced time-dependent histopathological lesions of the gills in different epithelial and muscle cell types. HI´s were related to increase in severity and frequency of histopathological lesions and suggest that RDT may cause regressive, circulatory, and progressive disorders in the guppy gills. Two-dimensional electrophoresis associated with mass spectrometry and biocomputing permitted to verify 48 spots of proteins/isoforms regulated by RDT, which are involved in different cell processes, such as energy metabolism, regulation and maintenance of cytoskeleton, metabolism of nucleic acids and proteins in response to stress. The study of behavior biomarkers (BM´s) indicates that Imb and Itb were viable in the analysis of P. reticulata behavioral changes induced by RDT. Furthermore, proteomic and histological changes in the gills of P. reticulata induced by RDT may be histopathological and proteomic BM´s to biomonitor water pollution caused by glyphosate-based herbicides. / O mecanismo de toxicidade aguda da formulação comercial de glifosato, Roundup Transorb® (RDT), foi investigado para as brânquias do guaru (Poecilia reticulata) por meio de tecnologias proteômicas associadas às análises dos índices histopatológicos (HI´s), seguido da quantificação das lesões histopatológicas branquiais. Além disso, o presente trabalho também descreve um protocolo para análise do comportamento de peixes utilizando mensurações dos Índices de Comportamento Morfofuncional (Icmf) e Total (Ict). Os resultados indicam que a toxicidade aguda do RDT pode alterar o comportamento de P. reticulata como reflexo das mudanças de expressão das proteínas associadas às lesões cito-histopatológicas branquiais. A CL50,96h do RDT para as fêmeas do guaru foi de 7,54 ± 0,93 μL.L-1, a qual indica que esta espécie é moderadamente sensível a esse herbicida. A exposição aguda à concentração subletal de 3,8 μL.L-1 de RDT induziu lesões histopatológicas branquiais de modo tempo dependente em diferentes tipos celulares epiteliais e muscular. Os HI´s foram relacionados com o aumento da severidade e da frequência das lesões histopatológicas e apontam que o RDT pode causar distúrbios regressivos, circulatórios e progressivos nas brânquias do guaru. A eletroforese bidimensional associada à espectrometria de massa e bioinformática permitiu verificar 48 spots de proteínas/isoformas reguladas pelo RDT, as quais estão envolvidas em distintos processos celulares, tais como metabolismo energético, regulação e manutenção do citoesqueleto, metabolismo de ácidos nucléicos e proteínas de resposta ao estresse. O estudo dos biomarcadores (BM´s) comportamentais indica que o Icmf e o Ict foram viáveis na análise das alterações comportamentais de P. reticulata induzidas pelo RDT. Ademais, as modificações proteômicas e histológicas nas brânquias de P. reticulata induzidas pelo RDT podem ser BM´s histopatológicos e proteômicos no biomonitoramento da poluição aquática por herbicidas baseados em glifosato.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-02-11T12:23:04Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michelle Furquim Leão - 2007.pdf: 19618077 bytes, checksum: 185360e935aab77ea3553e7a7d1c4093 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-12T10:57:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michelle Furquim Leão - 2007.pdf: 19618077 bytes, checksum: 185360e935aab77ea3553e7a7d1c4093 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-12T10:57:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michelle Furquim Leão - 2007.pdf: 19618077 bytes, checksum: 185360e935aab77ea3553e7a7d1c4093 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2007-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The sharp toxicity of the herbicide original Roundup (Glifosato), one of the more acquaintances and maybe one of the more used dessecantes in direct planting in the farmings in the area Centro Oeste and in every country now, it was investigated through the effects detected in the fish Poecilia viviparous... / A toxicidade aguda do herbicida Roundup original (Glifosato), um dos mais conhecidos e talvez um dos mais utilizados dessecantes em plantio direto nas lavouras na região Centro Oeste e em todo país atualmente, foi investigada através dos efeitos detectados no peixe Poecilia vivípara...

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-11-07T10:17:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Débora Cristina Aguiar Chaves Paiva - 2017.pdf: 5630280 bytes, checksum: 8935fe44bd6a04a467ea7bb4c6de8f68 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-11-07T10:17:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Débora Cristina Aguiar Chaves Paiva - 2017.pdf: 5630280 bytes, checksum: 8935fe44bd6a04a467ea7bb4c6de8f68 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-07T10:17:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Débora Cristina Aguiar Chaves Paiva - 2017.pdf: 5630280 bytes, checksum: 8935fe44bd6a04a467ea7bb4c6de8f68 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-21 / The present work had as objective to investigate the performance of a fixed bed aerobic reactor with biomass adhered in the treatment of waters contaminated with glyphosate and different concentrations of phosphorus. The effect of different phosphorus concentrations on the adsorption kinetics of glyphosate in a support medium was evaluated by means of the determination of the exhaust curve in a system composed of an adsorption column filled with expanded clay. The glyphosate solution used was commercial product based on Glyphosate Di-ammonium salt 445 g.L-1 (370 g.L-1 equivalent acid) and ultra purified water, with final glyphosate concentration of 8 mg.L-1. Concentrations of 0.8 mg.L-1 were used in the adsorbent assays; 8 mg.L-1; and 16 mg.L-1, and the pH values adopted were: 4; 7 and 10. The results obtained demonstrate the influence of both pH and phosphate ions on the adsorption of glyphosate in expanded clay, where the adsorption kinetics showed the influence of both parameters, in general, on higher concentrations of phosphate ions. The effect of different concentrations of phosphorus on glyphosate biodegradation kinetics was evaluated by means of temporal profiles of the glyphosate and phosphorus concentration decay in the same system used in the adsorption tests with aerobic sludge inoculation in the expanded clay. The glyphosate solution was the same as that used in the 15 mg.L-1 adsorption assays, evaluating the degradation in the presence of concentrations of 2.15 mg.L- 1; 5.37 mg.L-1; 10.75 mg.L-1; 16.12 mg.L-1; 21.5 mg.L-1; 43 mg.L-1 phosphorus. The results demonstrate the influence of phosphate ions on the degradation kinetics of glyphosate in expanded clay. It is possible to observe that glyphosate treatment efficiency increased as phosphorus concentrations increased, indicating that kinetics of degradation was directly associated to kinetics adsorptive. The data were analyzed by means of multiple regression, which was able to verify with 95% confidence the effect of the phosphorus (p <0.05) on the degradation process. / O presente trabalho teve como objetivo investigar o desempenho de um reator aeróbio de leito fixo com biomassa aderida no tratamento de águas contaminadas com glifosato e diferentes concentrações de fósforo. Avaliou-se inicialmente o efeito de diferentes concentrações de fósforo na cinética de adsorção do glifosato em meio suporte por meio da determinação da curva de exaustão em sistema composto por coluna de adsorção preenchidacom argila expandida. A solução de glifosato utilizada foi composta por produto comercial a base de sal de Di-amônio de Glifosato 445 g.L-1 (370 g.L-1 equivalente ácido) e água ultra purificada, com concentração final de glifosato de 8 mg.L-1. Nos ensaios adsortivos foram utilizadas concentrações de 0,8 mg.L-1; 8 mg.L-1; e 16 mg.L-1, e os valores de pH adotados foram: 4; 7 e 10. Os resultados obtidos demonstram a influência tanto do pH quanto dos íons fosfato na adsorção do glifosato em argila expandida, onde a cinética de adsorção demonstrou a influência de ambos os parâmetros, em geral, em concentrações mais elevadas de íons fosfato. Posteriormente avaliou-se o efeito de diferentes concentrações de fósforo na cinética de biodegradação do glifosato por meio da realização de perfis temporais do decaimento da concentração de glifosato e fósforo no mesmo sistema utilizado nos ensaios de adsorção com inoculação de lodo aeróbio na argila expandida. A solução de glifosato foi a mesma utilizada nos ensaios adsortivos na concentração de 15 mg.L-1, avaliando a degradação na presença das concentrações de 2,15 mg.L-1; 5,37 mg.L-1; 10,75 mg.L-1; 16,12 mg.L-1; 21,5 mg.L-1; 43 mg.L-1 de fósforo. Os resultados demonstram a influência dos íons fosfato na cinética de degradação do glifosato em argila expandida, sendo possível observar a eficiência de tratamento do glifosato foi crescente à medida que se aumentou as concentrações de fósforo, indicando que a cinética de degradação esteve diretamente associada à cinética adsortiva. Os dados foram analisados por meio de regressão múltipla, a qual foi possível verificar com 95% de confiança o efeito do fósforo (p<0,05) sobre o processo de degradação.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_janaina_guimaraes_venzke.pdf: 370814 bytes, checksum: ca6312b2d70800b452ae33ccea99bab6 (MD5) Previous issue date: 2009-02-26 / The most cultivated genetically modified plant in Brazil is the soybean [Glycine max (L.) Merr.] resistant to the systemic herbicide glyphosate. There are 12.3 millions of cultivated hectares. This soybean was obtained through the introduction of the gene that codes for the 5-enolpyruyilshikimic-acid3-phosphate synthase enzyme, (EPSPS, E.C 2.5.1.19, CP4), of the shikimic pathway, resistant to glyphosate that keeps active the aromatic amino acids biosynthetic pathway. To the soybean genetical modification the parameters in law were reviewed and the maximum glyphosate limit permitted in beans that was 0.2 mg/kg was increased to 10 mg/kg to GMRR soybean. Although Brazil is the 3rd biggest worldwide producer, cultivates the GMRR soybean for more than ten years, and represents 50% of the overall production of soybean in Brazil, just a few studies have been conducted in the country to evaluate in biological assays, the impact of this technology on the food quality and safety. Thus, the present work seeks for to evaluate the influence of the genetic modification of the soybean on the nutritional quality, on the possible effects of chronical exposition, as well as the effects on the fertility and the development of Wistar rats and the on the endocrine system. The nutritional quality was evaluated through the protein value, in 30 male rats, just weaned, distributed in five groups, fed along 28 days with the following diets, 10% protein ration GMRR soybean no isogenic, GMRR soybean isogenic, conventional soybean, milk (casein) or for 10 days with a non-protein diet. The weight gain and the food intake of diets did not present statistical relevance. The same behavior was observed in the variables of growth and the nitrogen balance study. In the chronical exposition of 40 male and 39 female rats distributed in four groups that consumed genetically modified soybean no isogenic and isogenic, conventional soybean and the standard group without soybean it signs of systemic toxicity on males have been evident in the neutrophilia, lymphocytopenia in the group conventional soybean compared with the standard group, lymphoid hyperplasia of the lungs in the groups without soybean; the signs of reproductive toxicity through of 8 the increase on relative weight of the tests and epididymis and also through the decrease of the sperm concentration. On the females the effect on the reproductive system became evident through the fertility pregnancy and weaning index. These results point out that the protein quality of the genetically modified soybean is preserved, but there is an association of factors that trigger a probable endocrine disruption. Studies are necessary to elucidate the mechanism of interaction that cause toxicity on males and females fed with conventional soybean and genetically modified soybean that presented detectable glyphosate levels. / A espécie vegetal geneticamente modificada mais cultivada no Brasil é a soja [Glycine max (L.) Merr.] resistente ao herbicida sistêmico pós-emergente glifosato, com 12,3 milhões de hectares cultivados. Essa soja foi obtida pela introdução do gene correspondente à enzima 5-enolpiruvilchiquimato-3-fosfato sintase (EPSPS, E.C 2.5.1.19, CP4), enzima da via de chiquimato, resistente ao glifosato, mantendo ativa a via biossintética de aminoácidos aromáticos. A modificação genética fez com que parâmetros preconizados pela legislação brasileira fossem revistos e o limite máximo permitido de glifosato nos grãos que era de 0,2 mg/kg aumentasse para 10 mg/kg. Embora o Brasil cultive há mais de dez anos a soja resistente ao glifosato e seja o terceiro maior produtor mundial dessa leguminosa, com 50% da produção nacional com genótipos transgênicos, poucos estudos têm sido conduzidos no país com o intuito de avaliar, em ensaios biológicos, o impacto dessa tecnologia sobre o meio ambiente, a qualidade e a segurança do alimento. Sendo assim, o presente trabalho objetivou estudar a influência do consumo de grãos de soja geneticamente modificada resistente ao glifosato (GMRR) isogênica à convencional e não isogênica, tratada com este herbicida, sobre a qualidade nutricional, possíveis efeitos à exposição crônica, bem como efeitos sobre a fertilidade e o desenvolvimento de ratos Wistar e a possibilidade deste, desregular o sistema endócrino. A qualidade nutricional foi avaliada através do valor protéico mediante índices biológicos, em 30 machos recém desmamados, distribuídos em cinco grupos, alimentados por 28 dias com ração contendo 10% de proteína de soja GMRR não isogênica, soja GMRR da isogênica, soja convencional, leite (caseína) ou por 10 dias com ração aproteica. O ganho de massa corporal e o consumo alimentar das dietas não diferiu entre os tratamentos. Esse mesmo comportamento foi observado no que concerne às variáveis de crescimento e índices de balanço nitrogenado. Na exposição crônica de 40 machos e 39 fêmeas distribuídos em 4 grupos que consumiram dietas contendo sojas GMRR (isogênica e não isogênica), soja convencional e grupo padrão sem soja, 6 sinais de toxicidade sistêmica nos machos foram evidenciados na neutrofilia, linfopenia do grupo que consumiu soja convencional em relação ao grupo padrão, e na hiperplasia linfóide dos pulmões nos animais que consumiram soja GMRR e convencional; sinais de toxicidade reprodutiva foram observados através do aumento da massa relativa dos testículos e epidídimos e redução da concentração espermática. Nas fêmeas, os efeitos no sistema reprodutivo foram evidenciados através dos índices de fertilidade, e desmame. Estes resultados indicam que a qualidade protéica da soja modificada geneticamente é preservada, porém há uma associação de fatores que desencadeiam em uma provável desregulação endócrina. Outros estudos são necessários para elucidar o mecanismo de interação que provoca efeitos de toxicidade em machos e fêmeas alimentados com soja convencional e GMRR que apresentam níveis detectáveis de glifosato.

The effects of glyphosate (1.0 and 5.0 mg/L) on growth, digestive enzymes and toxicology parameters were evaluated in piavas (Leporinus sp.) after 90 days of exposure. A control group was kept in water without herbicide. Fish were fed to satiety twice a day with commercial fish pellets (38% crude protein, Purina®). Water quality was kept by suction of food and fecal residues. The water in the box was renewed every 48 h to maintain herbicide concentration constant during the exposure period. After experimental period (90 days) blood was quickly collected for determining hematological parameters. Liver, white muscle, brain, stomach and intestine were removed and use to determine toxicology parameters and digestive enzymes. After 90 days exposure, fish weight gain, specific growth rate, and feed efficiency wede reduced as glyphosate concentration increased in the water. The activity of all digestive enzymes verified increased with the increase of glyphosate concentration. Results indicate that AChE activity significantly decreased in the brain of fish exposed to 5 mg/L of glyphosate, but in the muscle this parameter was increased in the fish exposed to 1mg/L of glyphosate. Exposure to this herbicide produced a decrease in all hematological parameters tested in both concentrations used. Fish exposed to all glyphosate concentrations showed a significant decrease in liver glycogen and glucose, but a significant increase in muscle glycogen after exposure to 5 mg/L herbicide. Muscle glucose was not altered. Lactate and protein (5 mg/L) of fish exposed to all glyphosate concentrations increased in the liver. Similar results were showed in the muscle for lactate, but protein was reduced after exposure to 5 mg/L of glyphosate. These results indicate that glyphosate affect growth, hematologic and metabolic parameters as well digestive enzymes of piavas. All parameters tested may be indicators of herbicide contamination after prolonged exposure. / Os efeitos do herbicida glifosate (1,0 e 5,0 mg/L) sobre o crescimento, enzimas digestivas e parâmetros toxicológicos foram avaliados em juvenis de piavas (Leporinus sp.), após 90 dias de exposição. O grupo controle foi mantido em água sem herbicida. Os peixes foram alimentados até a saciedade aparente, duas vezes ao dia, com ração comercial peletizada (38% de proteína bruta, Purina®). A qualidade da água foi mantida através de sifonagem de resíduos de alimento e fezes. A água das caixas foi renovada a cada 48 horas para manter a concentração do glifosate constante durante o período de exposição. Após o período experimental (90 dias), o sangue dos peixes foi rapidamente coletado para determinação dos parâmetros hematológicos. Fígado, músculo branco, cérebro, estômago e intestino foram removidos e utilizados para determinar parâmetros toxicológicos e enzimas digestivas. Depois de 90 dias de exposição, o ganho de peso, taxas de crescimento específico e conversão alimentar diminuíram com o aumento da concentração de glifosate na água. Todas as enzimas digestivas verificadas aumentaram com o aumento da concentração de glifosate. A atividade da acetilcolinesterase (AChE) diminuiu significativamente no cérebro dos peixes expostos a 5 mg/L, e aumentou, no músculo dos peixes expostos a 1mg/L de glifosate. Exposição a este herbicida diminuiu todos os parâmetros hematológicos testados em ambas as concentrações utilizadas, mas redução significativa no glicogênio do fígado e glicose, e aumento no glicogênio muscular, ocorreu apenas em 5 mg/L. A glicose muscular não foi alterada. Lactato dos peixes expostos a todas as concentrações de glifosate, e proteína (5 mg/L) apresentaram um aumento significativo no fígado. Resultados semelhantes, para o lactato, foram encontrados no músculo, mas a proteína diminuiu depois da exposição a 5 mg/L de glifosate. Estes resultados indicam que glifosate afeta parâmetros de crescimento, hematológicos e metabólicos, bem como enzimas digestivas de piavas. Todos os parâmetros testados podem ser indicadores de contaminação por herbicida depois de exposição prolongada.

Glyphosate (N-phosphonomethylglycine) is an organophosphate compound which was developed by the Monsanto Company in 1971 and is the active ingredient found in several herbicide formulations. The use of glyphosate-based herbicides in South Africa for the control of alien invasive plants and weeds is well established, extensive and currently unregulated, which vastly increases the likelihood of glyphosate contamination in environmental water systems. Although the use of glyphosate-based herbicides is required for economic enhancement in industries such as agriculture, the presence of this compound in natural water systems presents a potential risk to human health. Glyphosate and glyphosate formulations were previously considered safe, however their toxicity has become a major focal point of research over recent years. The lack of monitoring protocols for pesticides in South Africa is primarily due to limited financial capacity and the lack of analytical techniques.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) play a crucial role in improving the growth of a vast majority of plants. Past researchers have discovered that agricultural practices have a significant negative effect on the diversity of AMF. Arbuscular mycorrhizal fungi are reported to enhance plant nutrient uptake, stress tolerance, and soil aggregate formation which are key aspects of productive low-input farming. The objective of this study was to investigate the effects of four pesticides on the ability of AMF to colonize the roots of okra plants (Abelmoschus esculentus). The pesticides being tested include two synthetic chemicals (glyphosate and carbaryl) and two organic chemicals (neem oil and citrus oil). The tested parameters included crop yield, plant biomass, leaf matter CNP, and the percentage of mycorrhizal colonization in roots. The results of this study show that the organic chemicals had no significant effect on AMF colonization while the synthetic chemicals did have somewhat of a negative effect on colonization.

Amphibians develop in aquatic environments where they are very susceptible to the effects of pesticides and other environmental contaminants. Glyphosate-based herbicides are widely used and have been shown to affect survival and development of tadpoles under laboratory conditions. The goal my thesis is to determine if agriculturally relevant exposure to Roundup WeatherMax®, a herbicide formulation containing the potassium salt of glyphosate and an undisclosed surfactant, influences the survival and development of wood frogs tadpoles (Lithobates sylvaticus) under both laboratory and field conditions. In the field, experimental wetlands were divided in half using an impermeable curtain so that each wetland contained a treatment and control side. Tadpoles were exposed to two pulses of this herbicide at environmentally realistic concentration (ERC, 0.21 mg acid equivalent (a.e.)/L) and predicted environmental concentrations (PEC, 2.89 mg a.e./L), after which survival, growth, development, and expression of genes involved in metamorphosis were measured. Results indicate that exposure to the PEC is extremely toxic to tadpoles under laboratory conditions but not under field conditions. Results from both experimental conditions show sublethal effects on growth and development, and demonstrate that ERC of glyphosate-based herbicides have the potential to alter hormonal responses during metamorphosis. My secondary objectives were to compare the effects of Roundup WeatherMax® to the well-studied Vision® formulation (containing the isopropylamine (IPA) salt of glyphosate and POEA), and to determine which ingredient(s) are responsible for the sublethal effects on development. Survival, growth and gene expression results indicate that Roundup WeatherMax® has greater toxicity than Vision® formulation. Contrary to my prediction, results suggest that, under realistic exposure scenarios, POEA is not the sole ingredient responsible for the observed developmental effects. However, my results demonstrate that chronic exposure to the POEA surfactant at the PEC (1.43 mg/L) is extremely toxic to wood frog tadpoles in laboratory. As part of the Long-term Experimental Wetlands Area (LEWA) project, this research contributes to overall knowledge of the impacts of glyphosate-based herbicides on aquatic communities.

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