Biodegradação do glifosato utilizando o fungo endofítico amazônico Penicillium MgRe 2.1.1

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ambiental

Autores

Albuquerque, P.M. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS) ; Gómez Sepúlveda, A.M. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS) ; Cardoso, D.S.B. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS) ; Duvoisin Junior, S. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS)

Resumo

O glifosato é um herbicida organofosforado que se acumula em recursos hídricos, prejudicando o ambiente. Neste trabalho foi avaliado o uso de um fungo endofítico amazônico na degradação do glifosato. O fungo (Penicillium sp.) foi empregado na degradação do xenobiótico em meio aquoso durante 12 dias. O fungo Phanerochaete chrysosporium foi utilizado como padrão. A degradação do xenobiótico foi avaliada por CG- MS. Verificou-se degradação de 72,07% para o tratamento contendo 10% de inóculo e de 79,61% com 25% de inóculo. O fungo P. chrysosporium degradou 67,18% (inóculo a 10%), e 71,13% (25% de inóculo). Os tratamentos não apresentaram diferença significativa (p<0,05) entre eles. Portanto, percebe-se que o Penicillium sp. amazônico apresenta potencial para ser utilizado em biorremedição.

Palavras chaves

Agrotóxicos; Biorremediação; Endófito

Introdução

O glifosato (N-(fosfonometil)-glicina) é um herbicida organofosforado de amplo espectro não-seletivo, pós-emergente. Representa 60% dos herbicidas não seletivos no mercado mundial (ARKAN, MOLNÁR-PERL, 2015), e sua toxicidade é considerada aguda, uma vez que pode ser acumulado na água e absorvido pelos sedimentos (WAGNER, MULLER, VIERTEL, 2016). Além disso, seu uso prolongado pode ocasionar efeitos deletérios no meio ambiente (McCOMB et al., 2008). A capacidade de biodegradação do glifosato tem sido observada em bactérias e fungos dos gêneros Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, entre outros (WHITE, METCALF, 2004; SVIRIDOV et al., 2015). Contudo, a busca por micro-organismos capazes de degradar o glifosato ainda se faz necessária, a fim de aumentar a eficiência das técnicas de biorremediação em ambientes contaminados. O uso dos recursos naturais tem sido uma alternativa interessante para os pesquisadores, já que permite a busca de novos organismos e diferentes metabólitos (NEWMAN, CRAGG, 2012; POLPASS, JEBAKUMAR, 2013). Neste contexto, a biodiversidade amazônica oferece uma ampla variedade de plantas com metabólitos bioativos. A espécie Myrcia guianensis, mais conhecida como pedra-hume-caá, com distribuição nas zonas tropicais, tem sido investigada como fonte de fungos endofíticos produtores de metabólitos de interesse, como antimicrobianos, enzimas e biossurfactantes (SILVA, 2015; SOUZA et al., 2011; BANHOS et al., 2014; SEPULVEDA, 2018). Considerando que a busca por estratégias de biorremediação de ambientes contaminados com glifosato se faz necessária, para auxiliar na recuperação de cursos hídricos, o objetivo deste trabalho foi utilizar um fungo endofítico isolado de M. guianensis na biorremediação do glifosato em meio líquido.

Material e métodos

O fungo endofítico (MgRe 2.1.1) foi isolado da raiz de M. guianensis por Banhos (2011), mostrou-se tolerante ao glifosato (500 mg/L) e foi identificado como um Penicillium sp. (Sepúlveda, 2018). Para a degradação do glifosato, foi utilizado o meio Czapek Dox substituindo-se o KH2PO4 pelo glifosato (KRZYSKO et al., 1997). Os inóculos empregados nos tratamentos de biodegradação foram avaliados a 10% e 25% (v/v), preparados a partir de uma suspensão de esporos (2,0 x 106 esporos/mL). Utilizou-se também o Phanerochaete chrysosporium ATCC 24725, para fins de comparação. Os fungos foram testados na biodegradação do glifosato a 500 mg/L, em shaker (120 rpm, 28oC) durante 12 dias. Foram retiradas alíquotas 2 h após o inóculo e após 2, 4, 6, 8, 10 e 12 dias de incubação. Os ensaios foram realizados em triplicata. Para a derivação do glifosato e das amostras utilizou-se TFAA (Anidrido trifluoroacético) e TFE (2,2,2-Trifluoroetanol), conforme metodologia de Souza et al. (2006), com modificações. Foi preparada uma curva de calibração para o glifosato, para calcular a percentagem de degradação nos tratamentos. As amostras foram analisadas em um cromatógrafo a gás (CG-system - 7890B, Agilent Technologies), acoplado a um espectrofotômetro de massas (MSD – 5977A, Agilent Technologies) com injetor automático, equipado com uma coluna capilar DB-5 (5% fenilmetilpolissiloxano) da Agilent. O volume de injeção foi de 1,0 μL (splitless). A temperatura do injetor foi de 260oC e do detector de 270oC. A pressão na coluna foi de 100 kPa e o gás de arrastre foi o hélio, a uma vazão de 1,5 mL/min (ABREU, MATTA, MONTAGNER, 2008). Os tratamentos de degradação foram submetidos a análise de variância ANOVA do programa IBM SPSS Statistics versão 24 e teste de Tuckey (p<0,05).

Resultado e discussão

A percentagem de degradação do glifosato foi aumentando ao longo do tempo em todos os tratamentos, indicando a rápida biodegadação do xenobiótico pelo fungo endofítico Penicillium sp. e pelo P. chrysosporium nas diferentes condições de cultivo. Nos ensaios contendo 10% de inóculo do fungo endofítico, se observou uma degradação de 72,07%. Já com o tratamento utilizando o P. chrysosporium, a degradação foi de 67,18%. Com o tratamento onde se utilizou o inóculo a 25%, verificou-se maior percentagem de degradação do glifosato (79,61%) pelo Penicillium sp. O fungo P. chrysosporium promoveu 71,13% de degradação (Figura 1). Não observou-se diferença estatística significativa (p< 0,05) entre os tratamentos. Dessa forma, pode-se supor que qualquer tratamento testado pode ser empregado na biorremediação do glifosato em meio líquido. Eman e colaboradores (2013) avaliaram a degradação do glifosato numa concentração de 10 mg/L durante 16 dias em caldo Czapek-Dox e pelas espécies fúngicas Aspergillus flavus WDCz2 (99,6%), Penicillium spiculisporus ASP5 (95,7%), Penicillium verruculosum WGP1 (90,8%), Penicillium spinulosum ASP3 (98,8%) e Aspergillus tamarii PDCZ1 (96,7%), encontrando um alto potencial de degradação do composto. Estes resultados estão de acordo com os encontrados no presente estudo utilizando o Penicillium sp. amazônico. Corrêa (2013) avaliou a degradação do glifosato numa concentração de 2.350 g/L, utilizando fungos isolados de solo da Floresta Amazônica, e encontrou que os fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillium utilizavam o glifosato como possível fonte de fósforo, assim como observado no presente estudo. A degradação do glifosato pelo fungo Penicillium 4A211 isolado do solo foi de 42,7%, após 14 dias de cultivo.

Tg-2: Peniciliium sp. 10% inóculo; Tg-4: Peniciliium sp. 25% inóculo; Tg-5: P. chrysosporium 10% inóculo; Tg-6: P. chrysosporium 25% inóculo.

Conclusões

Este trabalho revelou que o fungo endofítico Penicillum sp. MgRe 2.1.1 isolado a partir da raiz exposta da planta amazônica M. guianensis apresenta potencial na degradação do glifosato, promovendo percentagens de degradação semelhantes às obtidas com o fungo Phanerochaete chrysosporium, conhecido por ser capaz de degradar uma série de xenobióticos. Os tratamentos avaliados não apresentaram diferença estatística entre eles, indicando que o inóculo a 10% pode ser utilizado na biodegradação. Outros estudos devem ser realizados a fim de que se consiga obter 100% de degradação do glifosato.

Agradecimentos

À CAPES pelo apoio financeiro (Programa Pró-Amazônia, Projeto N. 052) e ao Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Recursos Naturais da UEA pela infraestrutura disponiblizada.

Referências

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