Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Análise por Fluorescência do extrato de clorofila de plantas de soja transgênicas submetidas a diferentes teores de herbicida glifosato
AUTORES: Mezacasa, A.V. (UFGD) ; Fernandes, J. (UFGD) ; Caires, A.R.L. (UFGD)
RESUMO: O aumento do uso do herbicida Glifosato tem gerado questionamentos sobre sua
nocividade residual no ambiente, na planta, nas sementes e nos produtos derivados
da soja. No presente estudo, a espectroscopia de de absorção UV-Vis e de
fluorescência foram utilizadas para caracterizar extratos de clorofila obtidos a
partir da variedade de soja transgênica BRS 245RR que foram submetidos a um
tratamento pós emergente com diferentes concentrações de glifosato. Os resultados
mostraram que a partir das análises ópticas foi possível monitorar o processo de
degradação da clorofila induzido pelo Glifosato. Adicionalmente, os resultados
indicam que essa degradação é induzida pelo fato do Glifosato atuar como um agente
quelante transformando a molécula de clorofila em feofitina.
PALAVRAS CHAVES: Fluorescência; Clorofila; Glifosato
INTRODUÇÃO: O desenvolvimento de variedades de plantas geneticamente modificadas define a
cada ano os recordes de safras no setor agrícola. Paralelamente, o uso de
insumos agrícolas acompanha este crescimento e, neste contexto, o herbicida
Glifosato vem ganhando destaque.
Uma vez que os efeitos nocivos do uso contínuo de herbicidas sobre uma cultura
pode-se ocorrer de forma imperceptível (RIZZARDI, M.A., et al., 2003), estudos
através da técnica de análise por fluorescência tem ganhado grande destaque. Por
esta não ser uma técnica destrutiva, a mesma vem sendo frequentemente utilizada
para avaliar a eficiência fotoquímica e o estado fisiológico geral das plantas,
permitindo a realização tanto de análise qualitativa quanto quantitativa
(CAIRES, A.R., et al., 2010).
A Clorofila a por ser o único pigmento responsável pela emissão na região entre
600 e 800 nm, atua como biossensor das diferentes alterações fisiológicas na
planta induzidas por agentes externos. Neste contexto, este estudo visou avaliar
o stress em plantas de soja, após serem submetidas a tratamento pós-emergente
sob diferentes concentrações de Glifosato.
MATERIAL E MÉTODOS: As sementes de soja BRS 245RR geneticamente modificada tolerante ao herbicida
glifosato foram previamente tratadas com fungicida e inoculante (Biomax 7,2x109
ufc/g (LOPES, A.S., GUILHERME, L.A.G,G., et al., 1994).
As plantas foram cultivadas em casa de vegetação com exposição de um
foto período de 12 horas de pleno sol sobre faixa de temperatura de 24-34 º C no
período diurno e 20-22 º C no período noturno.
A aplicação do herbicida ocorreu de forma que houvesse variação da concentração
molar de Glifosato em solução aquosa. Então, foi obtido o extrato bruto
(clorofila e carotenóides) a partir das folhas das plantas submetidas ao
tratamento pós emergente.
Foram realizadas análises de absorção molecular na região de 400 nm a
800 nm, utilizando equipamento de bancada Varian, modelo Cary-50, com fonte de
excitação composta de uma lâmpada pulsada de Xenônio e um detector de diodo de
Si. Também foram realizadas análises por fluorescência com o auxílio de um
espectrofluorímetro de bancada da Varian, modelo Cary-Eclypse, utilizando os
comprimentos de onda de excitação em 405 nm e 532 nm. O fluorímetro possui uma
fonte de excitação composta de uma lâmpada pulsada de Xenônio (80 Hz) e uma
fotomultiplicadora(R928).Para ambas análises, foi utilizado uma cubeta de quatro
faces polidas com caminho óptico de 10 mm.
A partir do extrato bruto da planta controle, pôde-se isolar a Clorofila a
(C55H72O5N4 Mg) através de uma coluna cromatográfica empacotada com sílica gel
em tolueno e, com eluição em éter de petróleo (MAESTRIN, A.P.J., et al., 2009).
Obteve-se então,a partir da Chl a, a Feofitina a via hidrólise ácida com adição
de ácido clorídrico à 1,0 M (SOARES, R.R.d.S., et al., 2006); e com adição de
solução aquosa de Glifosato à 1,0 M.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As medidas por absorção molecular mostraram que, os extratos obtidos das plantas
que sofreram aplicação de herbicida apresentaram uma menor absorção comparadas
ao extrato obtido das plantas controle. Já no caso da emissão, a intensidade de
fluorescência foi maior para as amostras do grupo controle do que para as
amostras dos demais grupos, quando excitados em 405 nm. Quando o extrato foi
excitado em 532 nm observou-se o contrário, ou seja, as amostras que sofreram
aplicação de herbicida apresentaram uma maior intensidade de fluorescência do
que as amostras controle (FERNANDES, J., et al., 2013).
A Clorofila a e a Feofitina a, absorveram luz e emitiram na mesma região do
espectro eletromagnético (STREIT, N.M., et al., 2005.; BERNARD, L.M., et al.,
2005). Entretanto, o espectro de absorção molecular da Feofitina a apresentou
uma banda de absorção mais intensa entre 515 e 550 nm quando comparada com a
banda de absorção da Clorofila a (SOARES, R.R.d.S., et al., 2006). Esse fato
pode ser o que justifica a maior emissão no espectro de fluorescência da
Feofitina em relação ao espectro da Clorofila a quando estas são excitadas em
532 nm, efeito este que não se observa quando excitados em 405 nm(SOARES,
R.R.d.S., et al., 2006).
Adicionalmente, a partir das análises por infravermelho da Chl a e da Feofitina
a (obtidas por catálise ácida via HCl e Glifosato via extrato da planta
controle) foi possível identificar a desmetalação do magnésio pelo surgimento de
uma banda de vibração em torno de 1141 cm-1, presente no espectro referente a
Feofitina a. Essa banda observada na Feofitina é característica das vibrações C-
N e existe para a molécula de Chl a visto que estas vibrações são impedidas
quando magnésio esta presente na estrutura da molécula.
CONCLUSÕES: Apesar da importância da ação do Glifosato como herbicida, os resultados
preliminares obtidos mostraram que seu uso contínuo pode causar efeitos nocivos às
plantas, já que este atua como agente quelante ativo na degradação da Clorofila a,
induzindo à feofitinização, que conseqüentemente, reduz o teor de Chl a na planta.
AGRADECIMENTOS: A UFGD, a Capes e a CNPQ
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] BERNARD, L.M. 2005. Glyphosate interaction with manganese in tank mixtures and its effect on glyphosate absorption and translocation. Weed Science, 53: 787-794.
[2] CAIRES, A.R. 2010. Water stress response of conventional and transgenic soybean plants monitored by chlorophyll a fluorescence. J Fluoresc, 20: 645-649.
[3] FERNANDES, J. 2013. Changes in chlorophyll a fluorescence of glyphosate-tolerant soybean plants induced by glyphosate: in vivo analysis by laser-induced fluorescence spectroscopy. Applied Optics, 52: 3004-3011.
[4] LOPES, A.S., GUILHERME, L. A. G, G. 1994. Solo sob Cerrado: Manejo da fertilidade para a produção agropecuária. ANDA Associação Nacional para Difusão de Adubos e Corretivos Agrícolas. Boletim Técnico, 5: 56.
[5] MAESTRIN, A.P.J. 2009. Extração e purificação de clorofila a, da alga Spirulina maxima: um experimento para os cursos de química. Química Nova, 32: 1670-1672.
[6] RIZZARD, M.A. 2003. Ação de herbicidas sobre mecanismos de defesa das plantas aos patógenos. Ciência Rural, 33: 957-965.
[7] SOARES, R.R.d.S. 2006. Estudo de propriedades da Clorofila a e da Feofitina a visando a Terapia Fotodinâmica. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual de Maringá. Biblioteca Central - UEM, Maringá – PR., Brasil.
[8] STREIT, N.M. 2005. As clorofilas. Ciência Rural, 35: 748-755.