Dissertação/Tese PERFIL DA COMUNIDADE MICROBIANA DO SOLO E RIZODEGRADAÇÃO POR ESPÉCIES ARBÓREAS DE SÍTIOS COM RESÍDUOS DE HERBICIDAS LIXIVIÁVEIS - PPGPV

O uso de herbicidas na produção agrícola é uma prática comum que tem por objetivo manter a produção e garantir a demanda atual por alimentos. Embora esses compostos sejam benéficos para a produtividade, eventuais resíduos gerados são prejudiciais ao meio ambiente. A baixa sorção de algumas moléculas possibilita a lixiviação e deslocamento de áreas agrícolas a cursos hídricos. Nesse caso, o uso de espécies arbóreas, com capacidade de fitorremediação, impediria ou diminuiria a quantidade de herbicidas que, eventualmente, chegaria em locais à jusante de áreas agrícolas. Somado a isso, sabe-se que os microrganismos exercem papel importante na degradação de xenobióticos. Esse trabalho teve como objetivos avaliar a estrutura e diversidade das comunidades microbianas das rizosferas de Caesalpinia ferrea, Calophyllum brasilienses, Eremanthus crotonoides, Inga striata, Kielmeyera latrophyton, Protium heptaphyllum, Richeria grandis e Tapirira guianensis contaminados com atrazine, clomazone e 2,4-D; avaliar a tolerância e capacidade fitorremediadora de E. crotonoides e I. striata para atrazine e clomazone; e analisar o metagenoma das rizosferas de C. ferrea e I. striata, contaminadas com atrazine. A análise das comunidades microbianas foi realizada por meio do T-RFLP (Polimorfismo do comprimento de fragmentos terminais de restrição); os resíduos dos herbicidas no solo, após cultivo das espécies selecionadas, foram detectados por cromatografia líquida e espectrometria de massas; a análise metagenômica pelo sequenciamento de nova geração. Em relação ao T-RFLP, a estrutura das comunidades de Archaea, Bacteria e Fungi das rizosferas das oito espécies vegetais não foi influenciada pelos herbicidas. O clomazone reduziu a diversidade de Bacteria dos solos rizosféricos de P. heptaphyllum e aumentou a diversidade de Fungi dos solos rizosféricos de P. heptaphyllum e R. grandis. O 2,4-D aumentou a diversidade de Fungi do solo rizosférico de P. heptaphyllum. Para análise de tolerância e resíduos, apesar da redução nas taxas das variáveis fisiológicas, E. crotonoides e I. striata podem ser usadas em processos de fitorremediação de solos contaminados com atrazine e clomazone. Pela metagenômica, detectou-se, na rizosfera de C. ferrea, os genes atzE e atzF e, na rizosfera de I. striata, os genes atzD, atzE e atzF, responsáveis pela via inferior na rota de degradação do atrazine. Além disso, foram detectados microrganismos ainda não relatados como degradadores desse herbicida.

The use of herbicides in agricultural production is a common practice and aims to maintain production and guarantee the current demand for food. Although these compounds are beneficial for productivity, any waste generated is harmful to the environment. The low sorption of some molecules allows the leaching and displacement of agricultural areas to the water courses. In this case, the use of arboreal species, with phytoremediation capacity, would prevent or reduce the amount of herbicides that would, eventually, arrive at sites downstream of agricultural areas. In addition, microorganisms are important in degradation of xenobiotics. This objective of this study was evaluate the microbial communities structure and diversity of Caesalpinia ferrea, Calophyllum brasilienses, Eremanthus crotonoides, Inga striata, Kielmeyera latrophyton, Protium heptaphyllum, Richeria grandis e Tapirira guianensis rhizospheres, contaminated with atrazine, clomazone and 2,4-D; evaluate the tolerance and phytoremediative capacity of E. crotonoides and I. striata for atrazine and clomazone; analyze the metagenome of the rhizospheres of C. ferrea and I. striata, contaminated with atrazine. The analysis of microbial communities was performed by T-RFLP (Terminal restriction fragment length polymorphism); the herbicide residues in the soil, after cultivation of the species, were detected by liquid chromatography and mass spectrometry; the metagenomic analysis was performed by new generation sequencing. Regarding T-RFLP analysis, Archaea, Bacteria and Fungi communities structure of the rhizospheres was not influenced by the herbicides. Clomazone reduced the bacterial diversity of P. heptaphyllum rhizospheric soil and increased Fungi diversity of P. heptaphyllum e R. grandis rhizospheric soils. 2,4-D increased the Fungi diversity of P. heptaphyllum rhizospheric soil. For tolerance and residue analysis, despite the reduction in the rates of physiological variables, E. crotonoides and I. striata can be used in phytoremediation processes of soils contaminated with atrazine and clomazone. For metagenomics, the genes atzE and atzF were detected in rhizosphere of C. ferrea and the genes atzD, atzE and atzF were detected in rhizosphere of I. striata, responsible for the lower route of the atrazine degradation. In addition, microorganisms not yet reported as atrazine degrading have been detected.