Biodegradação do herbicida mesotrione por linhagens bacterianas isoladas de folhas de milho

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karin Cristina.pdf: 1779954 bytes, checksum: fa7540fc1601cdb177d071d632782f2e (MD5) Previous issue date: 2009-10-05 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Chemical fertilizers and pesticides have become an important part of modern agriculture. The use of these chemical brought great benefits but also created new problems, such as disposal after use, persistence over time and accumulation in the environment, resulting significant bad consequences to public health and adverse impact on ecosystems. Maize culture deserves attention because the large amount of herbicides used. Mesotrione is a new selective herbicide developed for use in maize culture. Due it has not been used for a long time, there is little information available on the ecotoxicological risk. Only two mesotrione-degrading strains, from soil and water, both the genus Bacillus, were isolated and identified. The aim of this study was to isolate and characterize endophytic and epiphytic bacterial strains collected from maize leaves, able to biodegrade the herbicide mesotrione. Samples were collected in maize planting variety Penta without treatment with mesotrione and maize planting variety DKB 234 treated with mesotrione, at Fazenda Escola Capão da Onça, Ponta Grossa, PR. The microorganisms were isolated and cultured in mineral medium supplemented with mesotrione as sole carbon source. Of the twenty samples were isolated 347 tolerant and/or mesotrione-degrading strains. These were selected in increasing concentrations of the herbicide and had their degradation capability evalueted by VIS spectrophotometry. Ten strains were able to grow in the presence of high concentrations of mesotrione. Of these, 9 strains (7 epiphytic and 2 endophytic) were isolated from maize variety Penta without treatment with mesotrione and only 1 epiphytic strain was isolated from maize variety DKB 234 treated with mesotrione. Five strains had the ability to degrade the herbicide confirmed. One strain was identified as Acinetobacter baumanii and other as Micrococcus luteus. Just M. luteus is an endophytic strain, the others are maize epiphytics. Four mesotrione-degrading strains were isolated from maize untreated with mesotrione, only one strain of Gram-negative bacilli non fermenter was isolated from maize treated with the herbicide. The growth in high concentration of the strains that didn’t have the mesotrione degradation capability detected by spectrophotometry indicates the possibility of these strains degrade this herbicide when in association with other microorganisms consortia in the environment. The real quantitative capability of mesotrione degradation by the strains recorded by spectrophotometry may be underestimated due to the accumulation of degradation products which have the same wavelength as the mesotrione. This study reports the first isolation and characterization of mesotrione degrading strains endophytic and epiphytic from maize. Os adubos químicos e pesticidas tornaram-se parte integral da agricultura moderna. O emprego destas substâncias químicas trouxe grandes vantagens, mas também criou novos problemas, como a eliminação após o uso, a persistência ao longo do tempo e o acúmulo no ambiente, acarretando conseqüências adversas consideráveis à saúde pública e um impacto negativo nos ecossistemas. A cultura do milho merece atenção pela elevada quantidade de herbicidas usados. O mesotrione é um novo herbicida seletivo utilizado na cultura do milho. Devido sua introdução recente, há pouca informação referente ao risco ecotoxicológico do mesotrione e de seus produtos de degradação. Apenas duas linhagens bacterianas do gênero Bacillus, degradadoras do mesotrione, provenientes do solo e da água, já foram isoladas e identificadas. O objetivo deste estudo foi isolar e caracterizar linhagens bacterianas endofíticas e epifíticas, isoladas das folhas de milho, com capacidade de biodegradar o herbicida mesotrione. As coletas foram realizadas em plantação de milho variedade Penta sem tratamento com o herbicida mesotrione e em plantação de milho variedade DKB 234 com tratamento com o herbicida, na Fazenda Escola Capão da Onça, Ponta Grossa, PR. Os microrganismos foram isolados e cultivados em meio mineral com mesotrione como única fonte de carbono. Das vinte coletas foram isoladas 347 linhagens bacterianas tolerantes e/ou degradadoras. Estas foram selecionadas em concentrações crescentes do herbicida e tiveram sua capacidade de degradação investigada por espectrofotometria visível. Dez linhagens capazes de crescer na presença de altas concentrações do herbicida foram avaliadas. Destas, 9 linhagens (7 epifíticas e 2 endofíticas) foram isoladas de milho variedade Penta sem tratamento com o herbicida mesotrione e 1 foi isolada de milho variedade DKB 234 com tratamento com mesotrione. Cinco linhagens tiveram a capacidade de degradar o herbicida comprovada. Uma linhagem foi identificada como Acinetobacter baumannii e outra como Micrococcus luteus. Somente Micrococcus luteus é uma linhagem endofítica, sendo as demais epifíticas do milho. Quatro linhagens degradadoras foram isoladas de plantação de milho sem tratamento prévio com mesotrione; apenas uma linhagem de bacilo Gram-negativo não fermentador foi isolada de plantação sob tratamento com o herbicida. O crescimento, em alta concentração, das linhagens que não tiveram a capacidade de degradação do mesotrione detectada pela espectrofotometria indica a possibilidade destas linhagens participarem da degradação deste herbicida quando associadas com outros microrganismos em consórcios no ambiente. A capacidade quantitativa real de degradação do mesotrione pelas linhagens investigadas registrada pela espectrofotometria pode estar subestimada devido ao acúmulo dos produtos de degradação que possuem o mesmo comprimento de onda no espectro de absorção que a molécula de mesotrione. Este trabalho é o primeiro relato de isolamento de linhagens bacterianas degradadoras do herbicida mesotrione epifíticas e endofíticas de milho.