Biodegradação de glifosato por bactérias isoladas de solos cultivados com macieira com diferentes históricos de aplicação deste herbicida

Abstract

O uso de herbicidas na agricultura para controle de plantas daninhas pode causar efeitos nocivos sobre processos biológicos do solo e organismos nãoalvo. O glifosato é um herbicida sistêmico, pós-emergente, não-seletivo do grupo dos organofosforados, sendo amplamente usado em diversas culturas agrícolas e em áreas não cultivadas, podendo causar consequências negativas para microrganismos benéficos do solo. O objetivo desse trabalho foi analizar o impacto causado à microbiota pela adição de glifosato aos solos cultivados com macieira e isolar, selecionar e identificar bactérias destes solos historicamente expostos ao glifosato, com capacidade de biodegradar o herbicida. A biodegradação do glifosato foi avaliada monitorando a liberação de CO2 pelos microrganismos durante 32 dias. Foram quantificados resíduos de glifosato e seu metabólito ácido aminometilfosfônico (AMPA) no início e no final do período através de extração seguida de análise por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Foram avaliadas a atividade microbiana e a quantidade de bactérias ao longo deste período. As bactérias isoladas foram selecionadas e submetidas à avaliação da biodegradação em biorreatores. Identificação das cepas selecionadas foi feita através da amplificação do gene 16S rDNA. Os resultados mostraram que o glifosato foi degradado pelos microrganismos do solo durante o período avaliado com formação do metabólito AMPA. O glifosato diminuiu o número de bactérias e aumentou a atividade microbiana. As bactérias selecionadas que apresentaram capacidade de degradar até 99,9% deste herbicida foram identificadas como Microbacterium sp., Pseudomonas sp., Pseudomonas aeruginosa, Serratia sp. e Arthrobacter sp.

The use of herbicides in agriculture to control weeds can cause harmful effects on soil biological processes and non-target organisms. Glyphosate is a systemic herbicide, post-emergent, non-selective group of organophosphate, widely used in various agricultural crops and uncultivated areas, it may cause negative consequences for beneficial soil microorganisms. The aim of this study was to analyze the impact of the microbiota by the addition of glyphosate to soils planted with apple and isolate, select and identify bacteria of soils historically exposed to glyphosate, with the ability to biodegrade the herbicide. Glyphosate biodegradation was evaluated by monitoring the release of CO2 by microorganisms for 32 days. We quantified residues of glyphosate and its metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA) at the beginning and end of the period by extraction followed by analysis by high performance liquid chromatography (HPLC). We evaluated the microbial activity and the amount of bacteria over this period. Bacterial isolates were selected and subjected to assessment of biodegradation in bioreactors. Identification of selected strains was performed by amplification of 16S rDNA. The results showed that glyphosate was degraded by soil microorganisms during the study period with the formation of AMPA. Glyphosate reduced the number of bacteria and increased microbial activity. The bacteria selected that showed ability to degrade this herbicide to 99,9 % were identified as Microbacterium sp., Pseudomonas sp., Pseudomonas aeruginosa, Serratia sp. and Arthrobacter sp.