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 2015-09-17T15:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:21Z : No. of bitstreams: 1 000846941_20170112.pdf: 163516 bytes, checksum: 4ce30a0fdeac06cfebbb8131e5403824 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-01-13T11:40:16Z: 000846941_20170112.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-01-13T11:40:54Z : No. of bitstreams: 1 000846941.pdf: 1511151 bytes, checksum: 290ab0e91f305496c3e95ec8ec96174e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Bioprospectar microrganismos a partir de ambiente impactado por xenobiótico e expô- los a um contaminante alvo, sob condições controladas, proporciona um estudo detalhado da capacidade microbiana local em se adaptar, sobreviver e remediar o ambiente. A proposta do presente trabalho foi isolar bactérias com potencial em degradar o herbicida diuron de solo com histórico de cinco anos de aplicação desse herbicida, sendo o meio de isolamento composto por glicose (controle) e diuron (meio indutor), separadamente, como fonte de carbono. Foram isoladas 400 bactérias, sendo 68% gram-positivas e 32% gram-negativas. A maioria dos isolados mostrou potencial em degradar entre 10 a 30% do herbicida em cinco dias de cultivo em meio líquido, entretanto bactérias dos gêneros Stenotrophomonas e Bacillus foram capazes de degradar 87% e 68%, respectivamente. Variações no meio de cultivo mostraram a importância da presença de fonte de carbono mais facilmente assimilável para o desenvolvimento da habilidade bacteriana em degradar o diuron. Células bacterianas imobilizadas em alginato-Ca não apresentaram aumento relevante na taxa de degradação de diuron. Entretanto, técnicas de microcosmos (solo) mostraram-se eficientes no aumento do potencial de degradação do herbicida. Condições de consórcio microbiano na presença de bactérias e fungos foram os ensaios que apresentaram as maiores porcentagens de degradação do herbicida diuron, tanto no cultivo de células em meio líquido, imobilizadas e microcosmo. A degradação do herbicida diuron pelas bactérias isoladas permitiu o estudo da via de degradação da molécula original no ambiente, destacando a formação dos metabólitos DCPMU, DCPU, 3,4-DCA, 3,4- CAC, 4-CA, 4-CAC e Anilina. O conjunto de dados obtidos neste trabalho sugere fortemente que as bactérias presentes em solos impactados com diuron possuem o potencial em degradar o herbicida, entretan / Bioprospection of microorganisms from impacted environment by xenobiotic and expose them to a target contaminant, under controlled conditions, provides a detailed study of the local microbial ability to adapt, survive and remediate the environment. The purpose of this study was to isolate bacteria with potential to degrade the diuron herbicide from soil with a diuron historical application of five years. The isolation media were composed by glucose (control) and diuron (inductor means) separately as a carbon source. A number of 400 bacteria were isolated, and they were classified as 68% gram-positive and 32% gram-negative. Most isolates showed potential to degrade diuron from 10 to 30%, into five days ofcultivation in liquid medium, however bacteria of the genera Stenotrophomonas and Bacillus were able to degrade 87% and 68%, respectively. Variations in the culture medium showed the importance of the presence of a carbon source easily assimilated to improve the bacteria development and ability to degrade diuron. Bacterial cells immobilized in Ca-alginate showed no significant increase in the rate ofdiuron degradation. However, microcosms techniques (soil) were effective in increasing the herbicidal degradation potential. Microbial consortium conditions in the presence of bacteria and fungi presented the highest herbicide diuron degradation percentages in liquid cultivation, cell immobilized and microcosm. The degradation of the herbicide diuron by bacteria allowed the degradation pathway of the parent molecule in the environment, highlighting the formation ofmetabolites DCPMU, DCPU, 3,4-DCA, 3,4-CAC, 4-CA, 4-CAC and aniline. The results obtained from this study strongly suggests that the bacteria present in soil impacted with diuron have the potential to degrade the herbicide, however completely mineralization is provided by the action of local microbial population.

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.

Orientador: Eleni Gomes / Banca: Maricy Raquel Lindenbah Bonfá / Banca: Dávila de Souza Zampieri / Banca: Mauricio Boscolo / Banca: Marcelo de Freitas Lima / Resumo: Bioprospectar microrganismos a partir de ambiente impactado por xenobiótico e expô- los a um contaminante alvo, sob condições controladas, proporciona um estudo detalhado da capacidade microbiana local em se adaptar, sobreviver e remediar o ambiente. A proposta do presente trabalho foi isolar bactérias com potencial em degradar o herbicida diuron de solo com histórico de cinco anos de aplicação desse herbicida, sendo o meio de isolamento composto por glicose (controle) e diuron (meio indutor), separadamente, como fonte de carbono. Foram isoladas 400 bactérias, sendo 68% gram-positivas e 32% gram-negativas. A maioria dos isolados mostrou potencial em degradar entre 10 a 30% do herbicida em cinco dias de cultivo em meio líquido, entretanto bactérias dos gêneros Stenotrophomonas e Bacillus foram capazes de degradar 87% e 68%, respectivamente. Variações no meio de cultivo mostraram a importância da presença de fonte de carbono mais facilmente assimilável para o desenvolvimento da habilidade bacteriana em degradar o diuron. Células bacterianas imobilizadas em alginato-Ca não apresentaram aumento relevante na taxa de degradação de diuron. Entretanto, técnicas de microcosmos (solo) mostraram-se eficientes no aumento do potencial de degradação do herbicida. Condições de consórcio microbiano na presença de bactérias e fungos foram os ensaios que apresentaram as maiores porcentagens de degradação do herbicida diuron, tanto no cultivo de células em meio líquido, imobilizadas e microcosmo. A degradação do herbicida diuron pelas bactérias isoladas permitiu o estudo da via de degradação da molécula original no ambiente, destacando a formação dos metabólitos DCPMU, DCPU, 3,4-DCA, 3,4- CAC, 4-CA, 4-CAC e Anilina. O conjunto de dados obtidos neste trabalho sugere fortemente que as bactérias presentes em solos impactados com diuron possuem o potencial em degradar o herbicida, entretan / Abstract: Bioprospection of microorganisms from impacted environment by xenobiotic and expose them to a target contaminant, under controlled conditions, provides a detailed study of the local microbial ability to adapt, survive and remediate the environment. The purpose of this study was to isolate bacteria with potential to degrade the diuron herbicide from soil with a diuron historical application of five years. The isolation media were composed by glucose (control) and diuron (inductor means) separately as a carbon source. A number of 400 bacteria were isolated, and they were classified as 68% gram-positive and 32% gram-negative. Most isolates showed potential to degrade diuron from 10 to 30%, into five days ofcultivation in liquid medium, however bacteria of the genera Stenotrophomonas and Bacillus were able to degrade 87% and 68%, respectively. Variations in the culture medium showed the importance of the presence of a carbon source easily assimilated to improve the bacteria development and ability to degrade diuron. Bacterial cells immobilized in Ca-alginate showed no significant increase in the rate ofdiuron degradation. However, microcosms techniques (soil) were effective in increasing the herbicidal degradation potential. Microbial consortium conditions in the presence of bacteria and fungi presented the highest herbicide diuron degradation percentages in liquid cultivation, cell immobilized and microcosm. The degradation of the herbicide diuron by bacteria allowed the degradation pathway of the parent molecule in the environment, highlighting the formation ofmetabolites DCPMU, DCPU, 3,4-DCA, 3,4-CAC, 4-CA, 4-CAC and aniline. The results obtained from this study strongly suggests that the bacteria present in soil impacted with diuron have the potential to degrade the herbicide, however completely mineralization is provided by the action of local microbial population. / Doutor