Isolamento e seleção de fungos tolerantes ao herbicida Glyphosate
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i1.24782Palavras-chave:
Biorremediação; Fenoloxidases; Xenobióticos; Herbicidas.Resumo
O objetivo desse trabalho foi isolar fungos de uma reserva ecológica do Centro-Oeste brasileiro e selecionar espécies tolerantes ao glyphosate, um herbicida amplamente utilizado na agricultura. Os isolados purificados foram submetidos a ensaios qualitativos para avaliar a capacidade de oxidação do ácido gálico e descoloração do corante RBBR. Em seguida, os fungos selecionados foram identificados por meio de técnicas de biologia molecular e utilizados em testes de tolerância ao herbicida. Foram avaliadas as taxas de crescimento fúngico (CF) e inibição de crescimento fúngico (ICF) na ausência e presença de diferentes concentrações de glyphosate (10 mg mL-1, 30 mg mL-1 e 50 mg mL-1). Para análise estatística foi utilizado esquema fatorial duplo (fungo e concentração), seguida do teste de Tukey (p ≤ 0,05). Um total de 44 fungos foram isolados a campo, tendo uma eficiência de purificação de 50%. Destes, 60% mostraram resultados positivos no teste do ácido gálico e 45,5% obtiveram resultado positivo quanto a descoloração do RBBR. Os sete fungos selecionados a partir dos testes qualitativos foram tolerantes ao herbicida glyphosate, destacando-se Phanerochaete australis SA18 com maior CF, menor ICF e crescimento micelial significativamente maior em comparação com outros fungos em todos os ensaios. Assim, recomenda-se o uso de P. australis SA18 para novos estudos sobre produção de enzimas ligninolíticas, degradação e produção de metabólitos de glyphosate e ensaios sobre biorremediação de solos agrícolas contaminados.
Referências
Adelowo, F. E., Olu-Arotiowa, O. A., & Amuda, O. S. (2014). Biodegradation of Glyphosate by Fungi Species. Advances in Bioscience and Bioengineering, 104-118. https://www.semanticscholar.org/paper/Biodegradation-of-Glyphosate-by-Fungi-Species-Adelowo-Olu-arotiowa/b6823c1f061b431ffbbed8628 1f0f5f86e dc9dbd?sort=rele vance&citationIntent=methodology
Amazonas, M. A. L. A. (2003). Biodiversidade de macrofungos e potencial de uso para o desenvolvimento sustentável. Embrapa Florestas. https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/308602/biodiversidade-de-macrofungos-e-potencial-de-uso-para-o-desenvolvimento-sustentavel.
Ambiente Brasil. (n.d.). https://ambientes.ambientebrasil.com.br/unidades_de_conservacao/estacao_ecologica/estacao_ecologica_serra_das_araras.html.
Araújo, A. S. F. (2002) Biodegradação, extração e análise de glifosato em dois tipos de solos [Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo]. https://doi.org/10.11606/D.11.2002.tde-05092002-161341
Arfarita, N., Imai, T., & Prasetya, V. (2014). Potential use of soil-born fungi isolated from treated soil in Indonesia to degrade glyphosate herbicide. Journal of Degraded and Mining Lands Management, 63-68. https://jdmlm.ub.ac.id/index.php/jdmlm/article/view/28. DOI: 10.15243/jdmlm.2014.012.063.
Argumedo-delira, R., Alarcon, A., Ferrera-Cerrato, R., Almaraz, J. J., & Peña-Cabriales, J. J. (2012). Tolerance and growth of 11 Trichoderma strains to crude oil, naphthalene, phenanthrene and benzo[a]pyrene. Journal of Environmental Management, v. 95, n. SUPPL., p. S291–S299. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.08.011
Barbosa, V. F. (2010). Caracterização do perfil da ação do ácido gálico e seus derivados sobre processos oxidativos in vitro e ex vivo [Dissertação de Mestrado Universidade Estadual Paulista]. https://repositorio.unesp.br/handle/11449/87981
Barroso, A. A. M., & Murata, A. T. (2021). Matologia: estudos sobre plantas daninhas (1º ed.). Fábrica de Palavras.
Benbrook, C. M. (2019). How did the US EPA and IARC reach diametrically opposed conclusions on the genotoxicity of glyphosate-based herbicides? Environmental Science Europe. https://doi.org/10.1186/s12302-018-0184-7.
Berlinck, R. G. S. (2012). Bioprospecção no Brasil: um breve histórico. Ciência e Cultura. http://dx.doi.org/10.21800/S0009-67252012000300010
Bononi, V. L. R., Machado, K. M. G., Matheus, D. R., & Vitali, V. M. (2008). Biodegradação de organoclorados no solo por basidiomicetos lignocelulolíticos. In: Melo, I. S., Azevedo, J. L. Microbiologia Ambiental. Embrapa Meio Ambiente.
Carranza, C. S., Barberis, C. L., Chiacchiera, S. M., & Magnoli, C. E. (2017). Assessment of growth of Aspergillus spp. from agricultural soils in the presence of glyphosate. Rev Argent Microbiol, 384–393. https://doi.org/10.1016/j.ram.2016.11.007
Castellani, A. (1939). Viability of some pathogenic fungi in distilled water. Journal of Tropical Medicine and Hygiene, 225-226.
Castro júnior, J. V., Selbach, P. A., & Záchaayub, M. A. (2006). Avaliação do efeito do herbicida glifosato na microbiota do solo. Pesticidas: Revista de Ecotoxicologia e Meio Ambiente, 21-30. https://revistas.ufpr.br/pesticidas/article/view/7476/5345
Catarino, S. R. M. (2016). Biorremediação [Monografia de Mestrado Universidade de Coimbra]. https://estudogeral.uc.pt/bitstream/10316/41900/2/Monografia%203.pdf
Colla, L. M., Primaz, A. L., Lima, M., Bertolin, T. E., & Costa, J. A. V. (2008). Isolamento e seleção de fungos para biorremediação a partir de solo contaminado com herbicidas triazínicos. Ciências e Agrotecnologia, 809-813. https://doi.org/10.1590/S1413-70542008000300016
Correa, L. O., Bezerra, A. F. M., Honorato, L. R. S., Cortez, A. C. A., Souza, J. V. B., & Souza, E. S. Amazonian soil fungi are efficient degraders of glyphosate herbicide, novel isolates of Penicillium, Aspergillus, and Trichoderma. Brazilian Journal of Biology. https://doi.org/10.1590/1519-6984.242830
Davidson, W. R., Campbell, W. A., & Baisdell, D. J. (1938). Differentiations of wood-decaying fungy by their reactions on gallic or tanic acid medium. Journal of Agricultural Research, 683-695. https://naldc.nal.usda.gov/download/IND43969196/PDF
Eman, A., Sadik, M.W., Abdel-Megeed, A., Suliman, A., & Sholkamy, E. N. (2013). Biodegradation of Glyphosate by Fungal Strains Isolated from Herbicides Polluted-Soils in Riyadh Area. British Journal of Environmental Sciences, 7-29. https://www.eajournals.org/journals/british-journal-of-environmental-sciences-bjes/vol-1-issue-1-december-2013/biodegradation-glyphosate-fungal-strains-isolated-herbicides-polluted-soils-riyadh-area/
Filho, S. A, Silva, C. G. N., & Bigi, M. F. M. A. (2014). Bioprospecção e biotecnologia. Parcerias Estratégicas. Brasília-DF, v. 19, n. 38, p. 45-80, 2014. Disponível em: http://seer.cgee.org.br/index.php/parcerias_estrategicas/article/viewFile/732/672
Forlani, G., Mangiagalli, A., Nielsen, E., & Suardi, C. M. (1999). Degradation of the phosphonate herbicide glyphosate in soil: evidence for a possible involvement of unculturable microorganisms. Soil Biology and Biochemistry, 991-997. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(99)00010-3
Gaylarde, C. C., Bellinaso, M. D. L., & Manfio, G. P. (2005). Biorremediação: Aspectos Biológicos e Técnicos da Biorremediação de Xenobióticos. Biotecnologia, Ciência e Desenvolvimento, p. 36–43. https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4144372/mod_resource/content/1/Biorremediac%CC%A7a%CC%83o%20-%20Artigo%201.pdf
Glass, N. L., & Donaldson, G. (1995). Development of primer sets designed for use with PCR to amplify conserved genes from filamentous ascomycetes. Applied Environmetal Microbiology, 1323-1330. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC167388/
Guerrero, R. T., & Homrich, M. H. (1999). Fungos Macroscópicos comuns no Rio Grande do Sul (2nd ed.). Universidade/UFRGS.
Harms, H., Schlosser, D., & Wick, L. Y. (2011). Untapped potential: exploiting fungi in bioremediation of hazardous chemicals. Nature Reviews Microbiology, 177-192. https://doi.org/10.1038/nrmicro2519
Hough, R. L. A world view of pesticides. Nature Geoscience, 14, 183–184. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00723-2
Javaid, M. K., Ashiq, M., & Tahir, M. (2016). Potential of biological agents in decontamination of agricultural soil. Scientifca. https://doi.org/10.1155/2016/1598325.
Katoh, K.., & Toh, H. (2008). Recent developments in the MAFFT multiple sequence alignment program. Briefings in Bioinformatics, 86-98. http://dx.doi.org/10.1093/bib/bbn013
Kim, Y-J. (2007). Antimelanogenic and antioxidant properties of gallic acid. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 1052-1055. https://doi.org/10.1248/bpb.30.1052
Landrigan, P., & Belpoggi, F. (2018). The need for independent research on the health effects of glyphosate-based herbicides. Environmental Health. https://doi.org/10.1186/s12940-018-0392-z
Lee, A.H., Lee, H., Heo, Y.M., Lim,Y. W., Kim, C., Kim, G., Chang, W., & Kim, J. (2020). A proposed stepwise screening framework for the selection of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH)-degrading white rot fungi. Bioprocess Biosyst Eng, 767–783. https://doi.org/10.1007/s00449-019-02272-w
Lee, H., Jang, Y., Choi, Y., Kim, M., Lee, J., Lee, H., Hong, J., Lee, Y. M., Kim, G., & Kim, J. (2014). Biotechnological procedures to select white rot fungi for the degradation of PAHs. Journal of Microbiological Methods, 56–62. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2013.12.007
Lenhard, D. C. (2006). Descoloração de corantes têxteis reativos por fungos ligninolíticos e por lacase [Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Maringá]. http://www.dominiopublico.gov.br/pesquisa/DetalheObraForm.do?select_action=&co_obra=157422
Maggi, F., Cecilia, D., Tang, F. H. M., & McBratney, A. (2020). The global environmental hazard of glyphosate use. Science of the Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137167
Mahmood I., Imadi S.R., Shazadi K., Gul A., & Hakeem K. R. (2016). Effects of Pesticides on Environment. Plant, Soil and Microbes. https://doi.org/10.1007/978-3-319-27455-3_13
Malty, J. S., siqueira, J. O., & Moreira, F. M. S. (2006). Efeitos do glifosato sobre microrganismos simbiotróficos de soja, em meio de cultura e casa de vegetação. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 285-291. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2006000200013
Monteiro, P. H. R. et al. (2012). Estudo sobre a viabilidade de remediação de pesticidas por ectomicorrizas e avaliação da sua tolerância em exposição ao glifosato. A responsabilidade socioambiental da pesquisa agrícola. https://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/handle/doc/934518
Moraes, P. V. D., & Rossi, P. (2010). Comportamento ambiental do glifosato. Scientia Agraria Paranaensis, 22-35. http://e-revista.unioeste.br/index.php/scientiaagraria/article/view/5258
Nyakundi, W. O., Magoma, G., Ochora, J., & Nyende, A. B. (2011). Biodegradation of diazinon and methomyl pesticides by whiterot fungi from selected horticultural farms in rift valley and central kenya. Journal of Applied Technology in Environmental Sanitation, 107–124. http://ir.jkuat.ac.ke/bitstream/handle/123456789/948/BIODEGRADATION%20OF%20DIAZINON%20AND%20METHOMYL%20PESTICIDES%20BY%20WHITE.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Nylander, J. A. A. MrModeltest Version 2. Program distributed by the author. Evolutionary Biology Centre, Uppsala University, Uppsala, 2004. https://www.researchgate.net/publication/285805344_MrModeltest_V2_Program_Distributed_by_the_Author
O’donnell, K., & Cigelnik, E. (1997). Two divergent intragenomic rDNA ITS2 types within a monophyletic lineage of the fungus Fusarium are nonorthologous. Molecular Phylogenetics and Evolution, 103-116. https://doi.org/10.1006/mpev.1996.0376
Peillexa, C., & Pelletier, M. (2020). The impact and toxicity of glyphosate and glyphosate-based herbicides on health and immunity. Journal of Immunotoxicology, 163-174. https://doi.org/10.1080/1547691X.2020.1804492.
Pietrobon, C. B., & Senem, J. V. (2015). Avaliação dos efeitos toxicológicos do herbicida glifosato sore o estomago de ratos Wistar machos. Revista Cultivando o Saber, 172-183. https://www.fag.edu.br/upload/revista/cultivando_o_saber/55d1eed313659.pdf
Pizzul, L., Castillo, M. P., & Stenstrom, J. (2009). Degradation of glyphosate and other pesticides by ligninolytic enzymes. Biodegradation,751–759. DOI 10.1007/s10532-009-9263-1.
Rainert, K. T., Chicatto, J. L., Gonçalves, M. J., Vaz, D. A., & Tavares, L. B. B. (2016). Adisorção do corante Reactive Blue 19 por bainha do palmito Pupunha in natura. IV Congresso cientifico têxtil e moda-CONTEXMOD. http://www.contexmod.net.br/index.php/quarto/article/view/425
Rambaut, A. FigTree version 1.3.1. (computer program), 2009. http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/. Acesso em: 17 fev. 2021.
Rehner, S. A., & Samuels, G. J. (1994). Taxonomy and phylogeny of Gliocladium analysed from nuclear large subunit ribosomal DNA sequences. Mycological Research, 625-634. https://doi.org/10.1016/S0953-7562(09)80409-7
Rodriguez, J. P. G. (2014). Identificação dos compostos produzidos na degradação do corante Remazol Brilliant Blue R (RBBR) pela ação do fungo do ambiente marinho Tinctoporellus [Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo]. https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-10062014-104028/pt-br.php
Ronquist, F., Teslenko, M., Mark, P., Ayres, D. L., Darling, A., Höhna, S., Larget, B., Liu, L., Suchard, M. A., & Huelsenbeck, J. P. (2012). MrBayes 3.2: Efficient Bayesian phylogenetic inference and model choice across a large model space. Systematic Biology, 539-542. https://doi.org/10.1093/sysbio/sys029
Saccaro Júnior, N. L. (2011). Desafios da bioprospecção no Brasil. Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada-IPEA. https://www.ipea.gov.br/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=7066
Santana, M. D. F. Rodrigues, L. S. I., Amaral, T. S., & Pinheiro, Y. G. (2016). Fenoloxidases e biodegradação do corante têxtil azul brilhante blue r (RBBR) para três espécies de macrofungos coletados na Amazônia. SasBios: Revista de Saúde e Biologia, 53-60. https://tratamentodeagua.com.br/wp-content/uploads/2017/04/fenoloxidase-e-biodegradacao-corante-textil-azul-brilhante-de-remazol-r-rbbr-para-tres-especies-de-macrofungos-coletadas-na-amazonia.pdf
Singh, S., Kumar, V., Datta, S., Wani, A. B., Dhanjal, D. S., Romero, R., & Singh, J. (2020a). Glyphosate uptake, translocation, resistance emergence in crops, analytical monitoring, toxicity and degradation: a review. Environ Chem Lett, 663–702. https://doi.org/10.1007/s10311-020-00969-z
Singh, S., Kumar, V., Gill, J.P.K., Datta, S., Singh, S., Dhaka, V., Kapoor, D., Wani, A.B., Dhanjal, D.S., Kumar, M., Harikumar, S.L., & Singh, J. (2020b). Herbicide Glyphosate: Toxicity and Microbial Degradation. Int J Environ Res Public Health. doi: 10.3390/ijerph17207519
Souza, H. M. L., Sette, L. D., Mota, A. J., Neto, J. F. N., Rodrigues, R., Oliveira, T. B., Oliveira, F. M., Oliveira, L. A., Barroso, H. S., & Zanotto, S. P. (2016). Filamentous fungi isolates of contaminated sediment in the amazon region with the potential for benzo(a)pyrene degradation. Water, Air, & Soil Pollution. https://doi.org/10.1007/s11270-016-3101-y
Souza, H. M. de L., Barreto, L. R., Mota, A. J. da, Oliveira, L. A. de, Barroso, H. dos S., & Zanotto, S. P. (2017). https://doi.org/10.4025/actascibiolsci.v39i4.34709
Vacondio, B., Birolli, w. G., Seleghim, M. H. R., Gonçalvez, S., Vasconcellos, S. P., & Porto, A. L. M. (2015). Screening of Marine-derived Fungi Isolated from the sponge Didemnun ligulum for Biodegradation of Pentachlorophenol. Advances in Bioremediation of Wastewater and Polluted Soil, 193-225. http://dx.doi.org/10.5772/60777
Vilgalys, R., & Hester, M. (1990). Rapid genetic identification and mapping of enzymatically amplified ribosomal DNA from several Cryptococcus species. Journal of Bacteriology, 4239-4246. https://doi.org/10.1128/jb.172.8.4238-4246.1990
White, T. J., Bruns, T., & Taylor, J. (1990). Amplification and Direct Sequencing of Fungal Ribosomal RNA Genes for Phylogenetics. Academic Press, 315-322. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-372180-8.50042-1
Zhan, H., Feng, Y., Fan, X. & Chen, S. (2018). Recent advances in glyphosate biodegradation. Applied Microbiology and Biotechnology, https://doi.org/10.1007/s00253-018-9035-0
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Felipe Soares de Souza; Hilton Marcelo de Lima Souza; João Arthur dos Santos Oliveira ; João Alencar Pamphile ; Julio Cesar Polonio; Miriam Hiroko Inoue
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
