Biodegradação do agroquímico glifosato por bactérias rizosféricas capazes de produzir biossurfactantes

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Sousa, G.S. (UEMASUL) ; Orlanda, J.F.F. (UEMASUL)

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a biorremediação do herbicida glifosato por bacterianas provenientes de solo rizosférico, com potencial biotecnológico para produção de biossurfactantes. Os resultados mostraram que durante o processo de produção de biossurfactantes foram isoladas doze colônias microbianas (10 bactérias e 02 fungos filamentosos), morfologicamente distintas. Dos doze microrganismos isoladas, apenas três apresentaram atividade superficial para produção de biosurfactantes (F01, F02 e M05). As bacterias F02 e M05 apresentaram resultados promissores no ensaio de emulsificação, sendo classificadas como Pseudomonas e apresentando porcentagem de biodegradação do herbicida glifosato de 60,47 e 55,89%, respectivamente.

Palavras chaves

Glifosato; Bactérias rizosféricas; Biodegradação

Introdução

O uso contínuo e indiscriminado na agricultura tem ocasionado mudanças na produção microbiana e atividade microbiana do solo. Dentre os herbicidas, os mais utilizados para o controle de ervas daninhas são os de princípio ativo glifosato (N-(fosfonometil) glicina), não-seletivo, sistêmico, pós-emergente, representa 60% do mercado mundial de herbicidas não seletivos, apresenta elevada eficiência na eliminação de ervas daninhas (Tomlin, 2009). Mesmo sento pouco tóxico, há evidências de efeitos deletérios no ambiente, principalmente devido resistência adquirida por algumas espécies de ervas, após o uso prolongado do herbicida. Estudos de degradação no solo são essenciais para avaliação da persistência de agroquímicos, e a ação dos microrganismos do solo sobre os inseticidas constitui-se em um mecanismo de maior importância. O uso de bactérias produtoras de biosurfactantes se constitui num grupo de microrganismos atrativo e promissor para a sua investigação como agentes degradadores para monitorar contaminações de solo e águas (Salama, 2011). Com isso, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a biorremediação do herbicida glifosato por bacterianas provenientes de solo rizosférico, com potencial biotecnológico para produção de biossurfactantes.

Material e métodos

As amostras de solos não contaminadas e contaminadas com glifosato foram coletadas no município de Balsas (MA), situados no Cerrado Meridional Maranhenses em diferentes locais, na profundidade de 0 a 20 cm. O isolamento de bactérias produtoras de biossurfactantes realizadas com meio de cultura Plate Count Agar (PCA), seguida de incubação a 30 °C por 24 a 48 horas. As bactérias obtidas foram replaqueadas em ágar-sangue por 24 a 48 horas a 30 °C para observação de halos de inibição. Os gêneros bacterianos foram identificados através das características morfológicas microscópicas e macroscópicas, além de serem submetidos a testes bioquímicos de atividade enzimática. A produção de biossurfactantes foi avaliada empregando meio base para a fermentação proposto por Bicca, Fleck e Ayub (1999, empregando glifosato em diferentes concentrações como única fonte de carbono. A determinação da presença de biosurfactante foi avaliada após 20 dias de incubação das amostras empregando o teste do colapso da gota e índice de emulsificação (E24). As análises de biodegradação foram realizados em erlenmeyers de 125 mL, contendo 20 g de solo, contaminado com 2% (v/m) de glifosato e adicionados de 60 mL de meio celular contendo biosurfactantes produzidos pelas rizobactérias. Os frascos contendo o solo e o biosurfactante foram colocados em agitador orbital a temperatura de 25 °C, agitação de 150 rpm. Os ensaios foram interrompidos a cada doze horas e as amostras foram submetidas à extração e análise espectrofotométrica do herbicida glifosato.

Resultado e discussão

Os resultados mostraram das doze colônias microbianas morfologicamente distintas, somente as bactérias F02 e M05 foram selecionadas com potencial de produção de biossurfactantes. Os resultados das provas bioquímicas caracterizam os isolados bacterianos como aeróbio estrito, oxidase positivo, motilidade positivo, glicose positivo e lisina positiva. Esses resultados representam algumas das características-chave que agrupam as linhagens bacterianas em estudo na família Pseudomonadaceae, além de apresentar resultado positivo em todos os meios seletivos para Pseudomonas. As duas linhagens bacterianas testadas foram capazes de produzir biossurfactante em meio de cultura nas concentrações de glifosato testadas. Os maiores valores do E24 (>35%) foram formados pelos caldos livres de células, de ambas as linhagens bacterianas, cultivadas nas concentrações de 0,25 e 0,45%, no período de 24 a 120 h, sendo 48 h o melhor tempo de cultivo para produção de biossurfactante. O valor máximo de E24 e de crescimento celular de ambas as linhagens bacterianas foi observado nas primeiras 24h de cultivo, fase de crescimento exponencial, sendo a maior concentração de biomassa bacteriana observada para as linhagens F02 e M05, que alcançou o valor de 0,00524 mg/mL. Após o período de 24h de incubação, foi verificado um decréscimo gradativo da biomassa bacteriana das linhagens testadas, identificada como a fase de morte celular, sem afetar os níveis de formação de emulsificado. Nos experimentos de biodegradação a linhagem F02 apresentou a maior atividade de degradação (60,47%), seguida da M05 (55,89%), nas concentrações testadas.

Conclusões

Estes resultados indicam que a produção de biossurfactantes pelos microrganismos ocorre, predominantemente, durante a fase de crescimento exponencial, sugerindo que o biossurfactante é produzido como um metabólito primário, acompanhando a formação da biomassa celular e favorecendo a biodegradação do herbicida glifosato.

Agradecimentos

UEMASUL e Laboratório de Biotecnologia Ambiental (LABITEC)

Referências

BICCA, F.C.; FLECK, L. C.; AYUB, M. A. Z. Production of Biosurfactant by Hydrocarbon Degrading Rhodococcus ruber and Rhodococcus erythropolis. Revista de Microbiologia, v. 30, n. 8, p. 231-236, 1999.
SALAMA, A. K. Metabolism of carbofuran by Aspegillus niger and Fusarium graminearum. J. Environ Sci Health., 33:253, 2011.
TOMLIN, LIVE. The pesticide manual. Editora BCP Publications, 15 ed., 2009.