Physiological and morphoanatomic analysis of cenostigma macrophyllum tul. (fabaceae) submitted to different concentrations of glyphosate

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2020.005.0017

Keywords:

Pesticides, Cerrado, Herbicides, Caneleiro, Photosynthesis

Abstract

The aim was to identify the effects of glyphosate on Cenostigma macrophyllum in order to indicate possible bioindicating characteristics of the presence of the herbicide in plants. The study was conducted in a green house. The experiment consisted of 7 treatments, with 4 repetitions each, including 6 different doses of the herbicide: 25, 50, 100, 200, 400, 800g i.a. ha-1 and the control. The evaluations were performed on the leaf tip foliar of the median region of each plant. The values of photosynthesis (A), gas exchange (E), perspiration (gs) and the relation between internal (Ci) and external (Ca) concentration of CO2 (Ci/Ca) were determined. The same area was used to evaluate the fluorescence of chlorophyll a. The initial fluorescence (F0), maximum fluorescence (Fm), potential quantum yield (Fv/Fm), effective quantum yield (ΔF/Fm'), non photochemical dissipation (NPQ) and apparent electron transport rate (ETR) were determined. The sheets evaluated were collected to evaluate the concentration of chloroplastidic pigments, membrane permeability evaluation and morphoanatomical analysis. There was a reduction in A, gs and E values and an increase in Ci/Ca, indicating CO2 accumulation in the sub stomatic cavity. Glyphosate did not cause significant damage to the chlorophyll a fluorescence parameters, membrane degradation, as well as chloroplastid pigment content. Anatomical analysis indicated changes in the autofluorescence emission intensity of chlorophyll a. There was a reduction in the thickness of the adaxial epidermis, in the palisadic and spongy parenchymes and a reduction in the abaxial epidermis, differing significantly from the control in the first dose observed. The leaflets presented chlorosis and necrosis, besides the sprouting of twisted leaves in the highest dose. The reduction of gs and consequent reduction of E and A, may indicate the action of the herbicide in the guard cells, causing the closure of the stomas, however the increase in the Ci/Ca ratio indicates that these damages did not occur only in the stomas, probably there was a decrease in the diffusion of CO2 in the mesophilus or even damage or decrease in the amount of the enzyme Rubisco, responsible for the fixation of CO2 in the Calvin Cycle. The reduction of foliar tissues may have contributed to the deficiency of CO2 diffusion in mesophyll. Morphoanatomic responses have shown damage to chlorophyll and can be used as an early warning of possible future damage. The parameters evaluated in which it was possible to perceive the effect of the herbicide, indicated in case of biomonitoring with the studied species, were: gas exchange, chlorophyll autofluorescence emission and morphoanatomic analyses.

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Author Biographies

Vanessa Ribeiro de Sousa Santos, Universidade Federal do Tocantins

Doutoranda em Ciências do Ambiente, pela Universidade Federal do Tocantins. Possui mestrado Ecologia de Ecótonos, pela Universidade Federal do Tocantins (2015), com estudos na área de ecologia, anatomia, fisiologia vegetal e poluentes agrícolas, pós-graduação em Direito Privado pela Universidade Cândido Mendes (2014), graduação em Direito pela Universidade Estadual do Piauí (2011) e graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual do Piauí (2010).

Ailton José Crispim Filho, Universidade Federal de Goiás

Engenheiro Agrônomo formado pelo Instituto Federal Goiano (IFGoiano - Campus Rio Verde), mestre em Genética e Melhoramento de Plantas pela Universidade Federal de Goiás (UFG, Goiânia) e estudante de doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas também pela Universidade Federal Goiás (UFG, Goiânia). Atuou como bolsista de Iniciação Científica de 2014 a 2016 na área de Ecofisiologia e Produtividade Vegetal, principalmente em temas relacionados a respostas de espécies cultivadas a estresses abióticos. Também atuou como estagiário/trainee no programa de Melhoramento de Soja da Bayer CropScience de 2015 a 2017. Atualmente, desenvolve projetos no Programa de Melhoramento de Espécies Cultivadas da UFG, com ênfase em Genética/Genômica Quantitativa e Melhoramento Genético de Milho. 

Marinna Maciel Santana, Universidade Federal do Tocantins

Possui graduação em Ciências Biológicas e mestrado em Biodiversidade, ecologia e conservação pela Universidade Federal do Tocantins. Com experiência na área de Botânica, com ênfase em Anatomia vegetal. Atuou como professora na UFT, nas disciplinas de Estruturas secretoras em plantas (60h), e Técnicas histológicas em anatomia vegetal (60h).

Alan Carlos Costa, Instituto Federal Goiano

Graduado em Ciências Agrícolas pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2001), Mestre (2003) e Doutor (2007) em Fisiologia Vegetal pela Universidade Federal de Viçosa. Docente efetivo e pesquisador do Instituto Federal Goiano ? Campus Rio Verde. É Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq. Foi coordenador de vários projetos de pesquisa financiados por agências de fomento como FINEP, CAPES, CNPq e FAPEG e pelo próprio IFGoiano. Participou como avaliador convidado de projetos da FINEP dos Editais CTINFRA e PROINFRA. Atua como avaliador convidado de projetos da FAPEG. Foi Editor Chefe do Periódico Global Science And Technology do IFGoiano (2009-2010) e Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias (2010-2012). Ministra disciplinas como Bioquímica, Fisiologia Vegetal, Ecofisiologia Vegetal, Fisiologia do Estresse Abiótico em Plantas em cursos de graduação, mestrado e doutorado. Implantou e coordena o Laboratório de Ecofisiologia e Produtividade Vegetal do Campus Rio Verde do IFGoiano desde 2008. Lidera o Grupo de Pesquisa em Ecofisiologia e Produtividade Vegetal do IFGoiano-CNPq desde 2008. É orientador de estudantes de iniciação científica, mestrado e doutorado e supervisor de estudantes de pós-doutorado. Foi Diretor de Pesquisa e Pós-Graduação do Campus Rio Verde do IFGoiano no período de 2012 a 2020. Atualmente é Pró-Reitor de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação do IFGoiano. Tem experiência na área da Agronomia - Fisiologia Vegetal, atuando nos seguintes temas: fisiologia de plantas sob estresses abióticos, ecofisiologia e produtividade vegetal, economia hídrica em plantas, indução da tolerância aos estresses abióticos em plantas. 

Kellen Lagares Ferreira Silva, Universidade Federal do Tocantins

Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa (1997) modalidade licenciatura e bacharelado, mestrado em Botânica pela Universidade Federal de Viçosa (2000) e doutorado em Botânica pela Universidade Federal de Viçosa (2008). Atualmente é professora associada da Fundação Universidade Federal do Tocantins nos cursos de licenciatura e bacharelado em ciências biológicas, onde desenvolve projetos de pesquisa e extensão. É professora efetiva do curso de pós-graduação em Ciências do ambiente, com orientações de mestrado e doutorado. Atualmente é coordenadora do curso de Pós-graduação em Ciências do Ambiente. Tem experiência na área de Botânica, com ênfase em Botânica, atuando principalmente nos seguintes temas: anatomia ecológica, respostas de plantas à agrotóxicos e análises sócio-ambientais na temática de agrotóxicos.

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Published

2020-06-05

Issue

Vol. 11 No. 5 (2020): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Ago, Set 2020

Section

Botânica Agrícola

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