Efeitos morfoanatômicos, metabólicos e genotoxicidade do herbicida glifosato em Joannesia princeps Vell. (Euphorbiaceae): contribuições para o biomonitoramento ambiental

Abstract

O glifosato é o herbicida mais utilizado em escala global. No entanto, seu uso pode impactar espécies não-alvo em áreas de vegetação nativa. O objetivo deste estudo foi avaliar as respostas promovidas pelo glifosato em folhas e caule de J. princeps, buscando identificar biomarcadores úteis no monitoramento ambiental. Para tal, mudas de J. princeps com três meses de idade (n=4) foram expostas a aplicação aérea de glifosato ( RoundUp Original ® DI ) nas doses de 0, 180, 360, 720 e 1440 g.ia.ha -1 . Decorridos 12 dias após a aplicação, foram feitas análises visuais, análises de trocas gasosas, pigmentos fotossintéticos, quantificação de ácido chiquímico, peroxidação lipídica, enzimas antioxidantes, ensaio cometa, morte celular in situ e anatomia em folhas e caules. Visualmente, em folhas de plantas expostas ao glifosato, ocorreram cloroses, encarquilhamentos, redução na expansão foliar e necroses, e em caules ocorreram manchas escuras e ranhuras superficiais. Houve o aumento no teor de ácido chiquímico, redução da assimilação de CO 2 (A), da condutância estomática (gs), da transpiração foliar (E) e do teor de clorofilas a, b e total. Ocorreu estresse oxidativo promovendo aumento da peroxidação lipídica e das atividades das enzimas superóxido dismutase (SOD) e peroxidase (POX). O glifosato promoveu genotoxicidade dose-dependente e morte celular em todas as doses. Anatomicamente, em folhas, ocorreu o colapso de células epidérmicas, retração do protoplasto, formação de tecido de cicatrização, redução visual de espaços intercelulares, alterações nos cloroplastos acompanhados de redução de amido, surgimento de projeções de parede celular, aumento de compostos fenólicos, alteração nos tecidos de condução. Nos caules ocorreram colapso de células epidérmicas, alterações no câmbio vascular e nos tecidos de condução. Estes resultados demonstram que J. princeps foi sensível ao glifosato, que promoveu alterações mesmo na ausência nos danos visuais. Os biomarcadores identificados em J. princeps foram úteis na avaliação de danos promovidos pelo glifosato. Em adição, J. princeps é uma espécie promissora em estudos de biomonitoramento de glifosato no ambiente. Palavras-chave: Biomarcadores. Mata Atlântica. Pesticida.

Glyphosate is the most widely used herbicide globally. However, its use can affect non-target species in areas of native vegetation. This study aimed to evaluate the responses promoted by glyphosate in leaves and stems of J. princeps to identify useful biomarkers for environmental monitoring. For this, seedlings of J. Princeps with three-month-old (n = 4) were exposed to aerial application of glyphosate (RoundUp Original® DI) at doses of 0, 180, 360, 720 e 1440 g a. e. ha -1 . Visual analyzes, gas exchange analyzes, photosynthetic pigments, quantification of shikimic acid, lipid peroxidation, antioxidant enzymes, comet assay, cell death in situ, and anatomy in leaves and stems were performed 12 days after application. Visually, on leaves of plants exposed to glyphosate, chlorosis, shriveling, reduction in leaf expansion and necrosis occurred. On the stems, dark spots and superficial furrows occurred. There was an increase in the content of shikimic acid, reduction in the assimilation of CO2 (A), stomatal conductance (gs), leaf transpiration (E), and a, b, and total chlorophyll content. Glyphosate promotes oxidative stress resulting in increased lipid peroxidation and activities of the superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POX) enzymes. Glyphosate promoted dose-dependent genotoxicity and cell death in all doses. Anatomically, in leaves, there was the collapse of epidermal cells, protoplast retraction, formation of scar tissue, visual reduction of intercellular spaces, changes in chloroplasts, reduction of starch, appearance of cell wall projections, increase in phenolic compounds, and change in conduction tissues. These results demonstrate that J. princeps was sensitive to glyphosate and that changes occur even in the absence of visual damage. The biomarkers identified in J. princeps were useful in evaluation of damages caused by glyphosate. In addition, J. princeps is a promising species in studies of glyphosate biomonitoring in the environment. Keywords: Atlantic Forest. Biomarkers. Pesticide.