Germination and sporophytic development of Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae) in the presence of a glyphosate-based herbicide

Regnellidium diphyllum is a vulnerable heterosporous fern which occurs in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, and in some neighboring localities in the State of Santa Catarina, in Uruguay and Argentina. The species grows in areas subjected to flooding and humid soils which frequently are alterated by agricultural activities. Agricultural fields are commonly treated with herbicides such as glyphosate. The effects of glyphosate on in vitro germination of megaspores and initial sporophytic development of R. diphyllum under aqueous conditions were investigated. Six glyphosate concentrations (0.32, 0.64, 1.92, 4.80, 9.60 and 19.20 mg/L) and the control (0.00 mg/L) were tested using Meyer’s medium. Cultures were maintained in vitro in a growth chamber at 24±1oC and 16 hours photoperiod for five weeks. Megaspore germination was significantly reduced (67% and lower) in concentrations of 4.80 mg/L onwards compared with the control (81%), while the sporophyte formation was negatively influenced even at the lowest concentration tested (0.32 mg/L). The length of the primary root and primary and secondary leaves was significantly reduced at glyphosate concentrations of 4.80 mg/L onwards. Low concentrations of the herbicide did not affect the percentage of germination, although significantly interfered in the initial development of R. diphyllum. Concentrations of 9.60 and 19.20 mg/L inhibited the establishment of new plants. These results indicate that application of glyphosate to agricultural areas may have negative impacts on the vulnerable fern R. diphyllum.Regnellidium diphyllum é uma pteridófita heterosporada vulnerável, ocorrente no estado do Rio Grande do Sul, Brasil e em algumas localidades vizinhas no estado de Santa Catarina, no Uruguai e na Argentina. A espécie cresce em áreas alagáveis e solos úmidos que freqüentemente são alterados para atividades agrícolas. Campos de agricultura são comumente tratados com herbicidas como o glifosato. Os efeitos do glifosato sobre a germinação de megásporos e o desenvolvimento esporofítico inicial de R. diphyllum foram investigados. Seis concentrações de glifosato (0,32; 0,64; 1,92; 4,80; 9,60 e 19,20 mg/L) e o controle (0,00 mg/L), foram testados utilizando meio de Meyer. As culturas foram mantidas in vitro, em câmara de germinação a 24±1oC e fotoperíodo de 16 horas, por cinco semanas. A germinação de megásporos foi significantemente reduzida (67% e inferior) em concentrações de glifosato a partir de 4,80 mg/L, comparada ao controle (81%), enquanto que a formação de esporófitos foi negativamente influenciada mesmo na menor concentração testada (0,32 mg/L). Os comprimentos da raiz primária e das folhas primária e secundária foram significantemente reduzidos em concentrações de glifosato a partir de 4,80 mg/L. Baixas concentrações do herbicida não afetaram a porcentagen de germinação, embora tenham interferido significantemente no desenvolvimento inicial de R. diphyllum. Concentrações de 9,60 e 19,20 mg/L inibiram o estabelecimento de plantas novas. Esses resultados indicam que a aplicação de glifosato em áreas de agricultura pode ter impactos negativos sobre a pteridófita vulnerável R. diphyllum

Genotoxicidade do ar em área urbana na região metropolitana de Porto Alegre, RS, Brasil

Genotoxicity of the air in an urban area in the metropolitan region of Porto Alegre, RS, Brazil). The metropolitan region of Porto Alegre concentrates 36% of the Rio Grande do Sul population, characterized by the presence of industries and the intense traffic of motor vehicles. Sapucaia do Sul, a municipality in this region, has a fleet which equates to about one vehicle for every two inhabitants, and its economic base includes construction industry, leather industry, metallurgy and steel mill. The aim of the present work was to evaluate the genotoxicity of the air in Sapucaia do Sul, using the Tradescantia pallida var. purpurea bioassay. Cuttings with inflorescences were periodically exposed to a sampling point in the urban center, from December 2011 to November 2012, in addition to exposure indoors (negative control). Frequencies of micronuclei (MCN) were determined in young tetrads of pollen mother cells and expressed as MCN/100 tetrads. Climatic data were recorded during exposures. The MCN frequencies observed in the flower buds exposed to the sample point were significantly higher than those of the negative controls during the twelve samplings and ranged from 4.77 (October 2012) to 8.28 (July 2012), being equivalent to an increase of 146% and 217% compared to their respective controls. No relationship of the MCN frequency with temperature, relative air humidity and precipitation during the periods of exposure was observed. The results obtained indicated that the T. pallida var. purpurea bioassay can be expanded to other municipalities in the metropolitan region of Porto Alegre to allow the identification of genotoxic risk areas, considering the regional climatic conditions.A região metropolitana de Porto Alegre concentra 36% da população do Rio Grande do Sul, caracterizada pela presença de indústrias e pelo intenso fluxo de veículos automotores. Sapucaia do Sul, município desta região, possui uma frota que equivale a cerca de um veículo para cada dois habitantes, com base econômica na construção civil, indústria coureira, metalurgia e siderurgia. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a genotoxicidade do ar em Sapucaia do Sul utilizando o bioensaio com Tradescantia pallida var. purpurea. Ramos contendo inflorescências foram periodicamente expostos a um ponto amostral no centro urbano, de dezembro de 2011 a novembro de 2012, além de serem expostos em ambiente interno (controle negativo). Frequências de micronúcleos (MCN) foram determinadas em tétrades jovens de células-mãe de pólen e expressas como MCN/100 tétrades. Dados climáticos foram registrados durante as exposições. As frequências de MCN observadas nos botões florais expostos ao ponto amostral foram significativamente superiores àquelas dos controles negativos durante as doze amostragens e variaram de 4,77 (outubro de 2012) a 8,28 (julho de 2012), equivalendo a um aumento de 146% e 217% em relação aos respectivos controles. Não foi observada relação da frequência de MCN com a temperatura, a umidade relativa do ar e a precipitação nos períodos de exposição. Os resultados obtidos apontaram que o bioensaio com T. pallida var. purpurea pode ser ampliado para demais municípios da região metropolitana de Porto Alegre, a fim de permitir a identificação de áreas de risco genotóxico, considerando as condições climáticas regionais

Avaliação da influência do tempo de exposição de Tradescantia pallida var. purpurea para biomonitoramento da genotoxicidade do ar atmosférico

Tradescantia pallida (Rose) D.R. Hunt var. purpurea Boom is used to assess the genotoxicity of atmospheric air due to the formation of micronuclei (MCN) in meiotic tetrads after acute exposure. We aimed to investigate whether there is a quantitative relationship between MCN formation and the amount of hours of acute air-exposure of branches with flower buds, both in a natural environment and under controlled conditions. In bioassay I, branches with flower buds were exposed to air for 8, 24 or 32 h in São Leopoldo city, Southern Brazil, and in a sealed environment, from April 2012 to January 2013 on a quarterly basis. In bioassay II, the exposure of branches with flower buds for 8 hours to the air in São Leopoldo and indoor took place from May 2013 to February 2014, on the same basis. The MCN formation showed no relationship with the time of exposure, as no significant difference could be verified between the MCN frequencies in flower buds exposed for 8, 24 or 32 h, neither in São Leopoldo (means of 4.8, 4.8 and 4.2) nor in the sealed environment (means of 1.6, 1.5 and 1.3). Flower buds exposed for 8 h showed significantly higher MCN frequencies (1.6 to 7.8) than the ones from the negative control (1.2 to 2.0) in six out of eight exposures, thus evidencing the genotoxicity of the air in São Leopoldo. We highlight the importance of the MCN bioassay with T. pallida var. purpurea in environmental diagnoses.Tradescantia pallida (Rose) D.R. Hunt var. purpurea Boom é utilizada para avaliação da genotoxicidade do ar atmosférico, devido à formação de micronúcleos (MCN) em tétrades meióticas após exposição aguda. O estudo visou a investigar se existe relação quantitativa entre a formação de micronúcleos e o número de horas de exposição aguda dos ramos com botões florais ao ar, em ambiente natural bem como em condições controladas. No bioensaio I, ramos contendo botões florais foram expostos por 8, 24 ou 32 h ao ar em São Leopoldo, Sul do Brasil, e em ambiente fechado, de abril de 2012 a janeiro de 2013, com periodicidade trimestral. No bioensaio II, a exposição de ramos com botões florais por 8 h ao ar em São Leopoldo e em ambiente fechado se deu de maio de 2013 a fevereiro de 2014, a cada trimestre. A formação de MCN não se relacionou com o tempo de exposição, pois não foram verificadas diferenças significativas entre as frequências de MCN observadas nos botões florais expostos por 8, 24 ou 32 h ao ar em São Leopoldo (médias de 4,8; 4,8 e 4,2), bem como no ambiente fechado (médias de 1,6; 1,5 e 1,3). Os botões florais expostos por 8 h apresentaram frequências de MCN significativamente superiores (1,6 a 7,8) àquelas do controle negativo (1,2 a 2,0) em seis das oito exposições, evidenciando a genotoxicidade do ar em São Leopoldo. Aponta-se para a importância do bioensaio de MCN em T. pallida var. purpurea para compor diagnósticos ambientais

Germination and sporophytic development of Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae) in the presence of a glyphosate-based herbicide

Regnellidium diphyllum is a vulnerable heterosporous fern which occurs in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, and in some neighboring localities in the State of Santa Catarina, in Uruguay and Argentina. The species grows in areas subjected to flooding and humid soils which frequently are alterated by agricultural activities. Agricultural fields are commonly treated with herbicides such as glyphosate. The effects of glyphosate on in vitro germination of megaspores and initial sporophytic development of R. diphyllum under aqueous conditions were investigated. Six glyphosate concentrations (0.32, 0.64, 1.92, 4.80, 9.60 and 19.20 mg/L) and the control (0.00 mg/L) were tested using Meyer’s medium. Cultures were maintained in vitro in a growth chamber at 24±1oC and 16 hours photoperiod for five weeks. Megaspore germination was significantly reduced (67% and lower) in concentrations of 4.80 mg/L onwards compared with the control (81%), while the sporophyte formation was negatively influenced even at the lowest concentration tested (0.32 mg/L). The length of the primary root and primary and secondary leaves was significantly reduced at glyphosate concentrations of 4.80 mg/L onwards. Low concentrations of the herbicide did not affect the percentage of germination, although significantly interfered in the initial development of R. diphyllum. Concentrations of 9.60 and 19.20 mg/L inhibited the establishment of new plants. These results indicate that application of glyphosate to agricultural areas may have negative impacts on the vulnerable fern R. diphyllum.Regnellidium diphyllum é uma pteridófita heterosporada vulnerável, ocorrente no estado do Rio Grande do Sul, Brasil e em algumas localidades vizinhas no estado de Santa Catarina, no Uruguai e na Argentina. A espécie cresce em áreas alagáveis e solos úmidos que freqüentemente são alterados para atividades agrícolas. Campos de agricultura são comumente tratados com herbicidas como o glifosato. Os efeitos do glifosato sobre a germinação de megásporos e o desenvolvimento esporofítico inicial de R. diphyllum foram investigados. Seis concentrações de glifosato (0,32; 0,64; 1,92; 4,80; 9,60 e 19,20 mg/L) e o controle (0,00 mg/L), foram testados utilizando meio de Meyer. As culturas foram mantidas in vitro, em câmara de germinação a 24±1oC e fotoperíodo de 16 horas, por cinco semanas. A germinação de megásporos foi significantemente reduzida (67% e inferior) em concentrações de glifosato a partir de 4,80 mg/L, comparada ao controle (81%), enquanto que a formação de esporófitos foi negativamente influenciada mesmo na menor concentração testada (0,32 mg/L). Os comprimentos da raiz primária e das folhas primária e secundária foram significantemente reduzidos em concentrações de glifosato a partir de 4,80 mg/L. Baixas concentrações do herbicida não afetaram a porcentagen de germinação, embora tenham interferido significantemente no desenvolvimento inicial de R. diphyllum. Concentrações de 9,60 e 19,20 mg/L inibiram o estabelecimento de plantas novas. Esses resultados indicam que a aplicação de glifosato em áreas de agricultura pode ter impactos negativos sobre a pteridófita vulnerável R. diphyllum

The Tradescantia pallida var. purpurea active bioassay for water monitoring: evaluating and comparing methodological conditions

Tradescantia pallida var. purpurea cuttings with flower buds are utilized in bioassays to diagnose genotoxic effects of water. The literature describes different substances used to adapt and recover the cuttings before and after exposure to water samples and also describes the effects of different exposure times. This study evaluated and compared the micronuclei (MCN) frequencies in T. pallida when cuttings with flower buds were submitted to different methodological conditions. The bioassay was then applied bimonthly during seven months to assess the genotoxic potential of a site located on the Sinos River in Campo Bom, Rio Grande do Sul, Brazil. Micronuclei frequencies in buds of cuttings adapted and recovered in distilled water and in Hoagland solution were 3.0 and 2.9, respectively, for cuttings exposed to river water, and 1.19 and 1.23 in controls. No significant differences among MCN frequencies were observed when cuttings were exposed for 8, 24 or 32 hours to river water (from 3.07 to 4.73) and in controls (from 1.13 to 2.00) in all samplings during a year. Adaptation and recovery of cuttings in distilled water or Hoagland solution and exposure for different times did not influence the response of T. pallida, indicating that all the conditions tested are viable for biomonitoring of water genotoxicity. Water samples from the Sinos River presented genotoxicity during the period monitored, evidenced by the MCN frequencies recorded which were significantly higher than the frequencies of the controls

Avaliação da influência do tempo de exposição de Tradescantia pallida var. purpurea para biomonitoramento da genotoxicidade do ar atmosférico

Tradescantia pallida (Rose) D.R. Hunt var. purpurea Boom is used to assess the genotoxicity of atmospheric air due to the formation of micronuclei (MCN) in meiotic tetrads after acute exposure. We aimed to investigate whether there is a quantitative relationship between MCN formation and the amount of hours of acute air-exposure of branches with flower buds, both in a natural environment and under controlled conditions. In bioassay I, branches with flower buds were exposed to air for 8, 24 or 32 h in São Leopoldo city, Southern Brazil, and in a sealed environment, from April 2012 to January 2013 on a quarterly basis. In bioassay II, the exposure of branches with flower buds for 8 hours to the air in São Leopoldo and indoor took place from May 2013 to February 2014, on the same basis. The MCN formation showed no relationship with the time of exposure, as no significant difference could be verified between the MCN frequencies in flower buds exposed for 8, 24 or 32 h, neither in São Leopoldo (means of 4.8, 4.8 and 4.2) nor in the sealed environment (means of 1.6, 1.5 and 1.3). Flower buds exposed for 8 h showed significantly higher MCN frequencies (1.6 to 7.8) than the ones from the negative control (1.2 to 2.0) in six out of eight exposures, thus evidencing the genotoxicity of the air in São Leopoldo. We highlight the importance of the MCN bioassay with T. pallida var. purpurea in environmental diagnoses.Tradescantia pallida (Rose) D.R. Hunt var. purpurea Boom é utilizada para avaliação da genotoxicidade do ar atmosférico, devido à formação de micronúcleos (MCN) em tétrades meióticas após exposição aguda. O estudo visou a investigar se existe relação quantitativa entre a formação de micronúcleos e o número de horas de exposição aguda dos ramos com botões florais ao ar, em ambiente natural bem como em condições controladas. No bioensaio I, ramos contendo botões florais foram expostos por 8, 24 ou 32 h ao ar em São Leopoldo, Sul do Brasil, e em ambiente fechado, de abril de 2012 a janeiro de 2013, com periodicidade trimestral. No bioensaio II, a exposição de ramos com botões florais por 8 h ao ar em São Leopoldo e em ambiente fechado se deu de maio de 2013 a fevereiro de 2014, a cada trimestre. A formação de MCN não se relacionou com o tempo de exposição, pois não foram verificadas diferenças significativas entre as frequências de MCN observadas nos botões florais expostos por 8, 24 ou 32 h ao ar em São Leopoldo (médias de 4,8; 4,8 e 4,2), bem como no ambiente fechado (médias de 1,6; 1,5 e 1,3). Os botões florais expostos por 8 h apresentaram frequências de MCN significativamente superiores (1,6 a 7,8) àquelas do controle negativo (1,2 a 2,0) em seis das oito exposições, evidenciando a genotoxicidade do ar em São Leopoldo. Aponta-se para a importância do bioensaio de MCN em T. pallida var. purpurea para compor diagnósticos ambientais

Monitoramento químico e do potencial genotóxico para o diagnóstico da qualidade de corpos hídricos

As bacias hidrográficas com forte urbanização estão sujeitas a impactos antrópicos que comprometem a qualidade dos corpos hídricos. Parâmetros químicos e indicadores biológicos fornecem dados relevantes sobre os potenciais efeitos dos poluentes hídricos sobre os organismos vivos. O objetivo do estudo foi avaliar a qualidade da água do arroio Schmidt e do Rio dos Sinos em Campo Bom (RS, Brasil) por meio de parâmetros químicos e com Tradescantia pallida var. purpurea. O monitoramento da água foi sazonal, durante um ano. A água dos três pontos amostrais foi enquadrada na classe 4 conforme a legislação nacional e o índice de contaminação por tóxicos foi considerado alto. A água da foz do arroio apresentou o maior índice de estado trófico. Tradescantia pallida var. purpurea evidenciou genotoxicidade da água do arroio e do rio