Este trabalho teve por objetivo avaliar a biodegradação do glifosato em amostras de solos, quantificando o grupo de microrganismos mais ativos durante este período, além de determinar um método de extração e análise para este herbicida. Foram utilizadas amostras de dois tipos de solos, um da Fazenda Experimental da ESALQ-USP, classificado como podzólico vermelho-amarelo (PV), e outro da Estação Experimental do IAPAR/PR, classificado como latossolo vermelho (LV), ambos com e sem histórico de aplicação de glifosato. O trabalho foi realizado no Laboratório de Ecotoxicologia do Centro de Energia Nuclear na Agricultura, da Universidade de São Paulo, utilizando o glifosato em sua fórmula técnica, na dosagem para condições de campo (2,16 mg i.a./kg de solo). A biodegradação do glifosato foi avaliada monitorando a evolução do CO2 pelos microrganismos durante um período de 32 dias. Foram também quantificados durante o período, os resíduos de glifosato e do seu metabólito ácido aminometil fosfônico (AMPA) através de extração seguida de análise por cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE). Além disso, foi avaliada a atividade microbiana e o número de microrganismos presentes durante o período. Os resultados mostraram que o glifosato foi degradado pelos microrganismos do solo durante o período avaliado, com a formação do metabólito AMPA. O glifosato favoreceu um aumento na atividade microbiana das amostras dos solos que receberam aplicação do herbicida. Em relação ao número de microrganismos, os fungos e actinomicetos tiveram um aumento em população com a presença do glifosato, enquanto que as bactéria permaneceram em número constante durante o período de incubação. Os resíduos de glifosato e AMPA, extraídos com NH4OH e KH2PO4 e analisados por CLAE, foram detectados nas amostras avaliadas, mostrando que o método de extração utilizado foi eficiente, com recuperação acima de 70%, para estes dois compostos. / The aim of this work was to evaluate the biodegradation of glyphosate in soil samples, quantifying the group of more active microorganisms during this period, and also to establish an extraction and analysis methods for this herbicide. Two soils types were analysed, one from the ESALQ Experimental Station (USP), classified as typic hapludult (PV), and another from the IAPAR Experimental Station, classified as typic hapludox, with and without report of glyphosate application, in total of 4 samples. The work was carried out using the technical glyphosate in the doses for field conditions (2,16 mg a.i./kg of soil). The assessment of degradation was made using the CO2 evolution during a period of 32 days. The residues of glyphosate and metabolite aminomethyl phosphonic acid (AMPA) were quantified during the same period, through extraction and analysis by high-pressure liquid chromatography (HPLC). The soil microbial activity and the enumeration of microorganisms were evaluated during the same period. The results showed that glyphosate was degraded by the soil microorganisms, with the formation of the metabolite AMPA. The application of glyphosate provided an increase in the microbial activity of the soil samples. In relation to enumeration of fungi and actinomycetes had an increase in the population with the glyphosate application, while the number of bacteria remained constant through the whole experiment. The HPLC analyse of glyphosate and AMPA residues, extracted with NH4OH and KH2PO4, resulted in a recovery above 70% showing that the extraction method used was efficient for these two compounds.

Este trabalho teve por objetivo avaliar a biodegradação do glifosato em amostras de solos, quantificando o grupo de microrganismos mais ativos durante este período, além de determinar um método de extração e análise para este herbicida. Foram utilizadas amostras de dois tipos de solos, um da Fazenda Experimental da ESALQ-USP, classificado como podzólico vermelho-amarelo (PV), e outro da Estação Experimental do IAPAR/PR, classificado como latossolo vermelho (LV), ambos com e sem histórico de aplicação de glifosato. O trabalho foi realizado no Laboratório de Ecotoxicologia do Centro de Energia Nuclear na Agricultura, da Universidade de São Paulo, utilizando o glifosato em sua fórmula técnica, na dosagem para condições de campo (2,16 mg i.a./kg de solo). A biodegradação do glifosato foi avaliada monitorando a evolução do CO2 pelos microrganismos durante um período de 32 dias. Foram também quantificados durante o período, os resíduos de glifosato e do seu metabólito ácido aminometil fosfônico (AMPA) através de extração seguida de análise por cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE). Além disso, foi avaliada a atividade microbiana e o número de microrganismos presentes durante o período. Os resultados mostraram que o glifosato foi degradado pelos microrganismos do solo durante o período avaliado, com a formação do metabólito AMPA. O glifosato favoreceu um aumento na atividade microbiana das amostras dos solos que receberam aplicação do herbicida. Em relação ao número de microrganismos, os fungos e actinomicetos tiveram um aumento em população com a presença do glifosato, enquanto que as bactéria permaneceram em número constante durante o período de incubação. Os resíduos de glifosato e AMPA, extraídos com NH4OH e KH2PO4 e analisados por CLAE, foram detectados nas amostras avaliadas, mostrando que o método de extração utilizado foi eficiente, com recuperação acima de 70%, para estes dois compostos. / The aim of this work was to evaluate the biodegradation of glyphosate in soil samples, quantifying the group of more active microorganisms during this period, and also to establish an extraction and analysis methods for this herbicide. Two soils types were analysed, one from the ESALQ Experimental Station (USP), classified as typic hapludult (PV), and another from the IAPAR Experimental Station, classified as typic hapludox, with and without report of glyphosate application, in total of 4 samples. The work was carried out using the technical glyphosate in the doses for field conditions (2,16 mg a.i./kg of soil). The assessment of degradation was made using the CO2 evolution during a period of 32 days. The residues of glyphosate and metabolite aminomethyl phosphonic acid (AMPA) were quantified during the same period, through extraction and analysis by high-pressure liquid chromatography (HPLC). The soil microbial activity and the enumeration of microorganisms were evaluated during the same period. The results showed that glyphosate was degraded by the soil microorganisms, with the formation of the metabolite AMPA. The application of glyphosate provided an increase in the microbial activity of the soil samples. In relation to enumeration of fungi and actinomycetes had an increase in the population with the glyphosate application, while the number of bacteria remained constant through the whole experiment. The HPLC analyse of glyphosate and AMPA residues, extracted with NH4OH and KH2PO4, resulted in a recovery above 70% showing that the extraction method used was efficient for these two compounds.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lilian Prione.pdf: 1165937 bytes, checksum: d73d6916708640fa9af6db139db8b8c2 (MD5) Previous issue date: 2014-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Herbicides are widely used to increase crop production and account for 35% of all agrochemicals applied annually. After application, the herbicides can remain in the soil as hazardous residues. Mesotrione, (2-[4-methylsulfonyl-2-nitrobenzoyl]1,3-cyclohenanedione), is the active ingredient of Callisto, an herbicide commonly used in corn. Pantoea ananatis CCT 7673, an Enterobacteria isolated from water, has been previously cited as mesotrione-degrading strain. The aim of this study was to evaluate the influence of mesotrione and Callisto as oxidative stress-inducing agents for cellular metabolism of Pantoea ananatis CCT7673 and identify possible mechanisms of tolerance. SOD, CAT and GR activities were evaluated in non-denaturing PAGE and CAT, GR and GST in spectrophotometer. Also, the rates of malonaldehyde (MDA), superoxid and peroxide hydrogen (H2O2) were measured in a spectrophotometer. Minimal medium with no herbicide (MM) was used as control. Lipid peroxidation, superoxide and peroxide hydrogen quantification and SOD, CAT, GR and GST activities were analyzed before and after degradation of mesotrione. The herbicide proved to be the cause of oxidative stress, according to peroxide hydrogen data. Unexpectedly, the rates of lipid peroxidation (MDA) and GR showed to be lower in the presence of the herbicide when compared to the control, with no changes in bacterial growth. The activity of GST was higher in mesotrione treatment in comparison to control and Callisto, during and after degradation. These results suggest that this enzyme may be related to the mesotrione degradation, probably by cometabolism. The rates of lipid peroxidation were shown to be lower in the presence of the herbicide compared to the control, with no changes in growth rates when exposed to herbicide. P. ananatis CCT 7673 showed changes in the saturation of membrane lipids. These changes may interfere with herbicide entry into the cell. These characteristics may be associated with a level of phenotypic plasticity in P. ananatis CCT 7673, making this an interesting bacterium for studies of herbicide tolerance and evolution of microbiota in environments subjected to different degrees of selective pressure model. / Herbicidas são amplamente utilizados para aumentar a produção agrícola e são responsáveis por 35% de todos os agrotóxicos aplicados anualmente. Após a aplicação, os herbicidas podem permanecer no solo como resíduos perigosos. O mesotrione (2 - [ 4 - metilsulfonil - 2 - nitrobenzoil ] 1,3- cyclohenanedione ) é o ingrediente ativo de Callisto, um herbicida utilizado no milho . Pantoea ananatis CCT 7673, é uma enterobactéria isolada de água e foi previamente caracterizada como linhagem degradadora do mesotrione. Os objetivos deste trabalho foram o avaliar a influência do mesotrione e Callisto como agentes indutores de estresse oxidativo para o metabolismo celular de Pantoea ananatis CCT7673, bem como identificar possíveis mecanismos de tolerância a estes herbicidas. As atividades enzimáticas de SOD, CAT e GR foram avaliadas em PAGE não desnaturante e de CAT, GR e GST em espectrofotômetro. Além disto, as taxas de malondialdeído (MDA), radical superóxido e peróxido de hidrogênio (H2O2) foram medidas em espectrofotômetro. Todas as análises foram realizadas antes e após a degradação do mesotrione. Meio mínimo sem herbicida (MM) foi utilizado como controle. O herbicida provou ser agente causal do estresse oxidativo pelos dados de peróxido de hidrogênio. Inesperadamente, as taxas de MDA e GR mostraram-se inferiores nos tratamentos com herbicida em relação ao controle, sem alteração no crecimento bacteriano. A atividade de glutationa-S-transferase foi maior no tratamento com mesotrione em comparação com o controle e Callisto, durante e após a degradação. Estes resultados sugerem que essa enzima pode estar relacionada com o processo de degradação do mesotrione, provavelmente por cometabolismo. As taxas de peroxidação lipídica mostraram ser menores na presença do herbicida em comparação com o controle, sem mudanças na taxa de crescimento Quando exposta ao herbicida, P. ananatis CCT 7673 apresentou alterações na saturação de lipídios de membrana. Estas mudanças podem interferir na entrada do herbicida na célula. Tais características podem estar associadas a um nível de plasticidade fenotípica em P. ananatis CCT 7673, tornando essa bactéria um modelo interessante para estudos de tolerância a herbicidas e evolução de microbiotas em ambientes submetidos a diferentes graus de pressão seletiva.