Biomonitoring of water genotoxicity in a Conservation Unit in the Sinos River Basin, Southern Brazil, using the italic>Tradescantia /italic>micronucleus bioassay

p>The italic>Tradescantia /italic> micronucleus (Trad-MCN) bioassay was used to investigate genotoxicity of water bodies in the Parque Municipal Henrique Luís Roessler (PMHLR), a conservation unit in the city of Novo Hamburgo, Southern Brazil, from November 2010 to October 2011. Every month, cuttings with young inflorescences of italic>Tradescantia pallida /italic> var. italic>purpurea /italic> were exposed for 24 hours to water collected at three sites in the park: (S1) head of the main stream; (S2) head of a secondary stream; (S3) a point past the junction of the two water bodies in which S1 and S2 were located. As a negative control, cuttings were exposed to distilled water for 24 h every quarter. Micronuclei (MCN) frequency was determined in young tetrads of pollen mother cells and described as MCN/100 tetrads. Rainfall data were also recorded. In nine months at S1 and S2, and in eleven months at S3, micronuclei frequencies were significantly higher than in quarterly controls, in which frequencies varied from 1.19 to 1.62. /p> p>During sampling, no significant differences were found in MCN frequencies at S1, which ranged from 2.2 to 3.6. At the other sampling sites, there were significant differences between the months evaluated, and MCN frequencies ranged from 1.3 to 6.5 at S2 and from 2.3 to 5.2 at S3. There were no associations between rainfall and MCN frequencies at the three sampling sites. italic>Tradescantia pallida /italic> var. italic>purpurea /italic>confirmed genotoxicity in the water bodies of the PMHLR, even at the head of the streams, which suggests that actions should be promoted to control anthropogenic effects in the streams of this conservation unit. /p>

p>O bioensaio de micronúcleo em italic>Tradescantia /italic> (Trad-MCN) foi utilizado para investigar a genotoxicidade de corpos d'água no Parque Municipal Henrique Luís Roessler (PMHLR), uma Unidade de Conservação no município de Novo Hamburgo, Sul do Brasil, de novembro de 2010 a outubro de 2011. Mensalmente, ramos com inflorescências jovens de italic>Tradescantia pallida /italic> var. italic>purpurea /italic> foram expostos por 24 horas a amostras de água coletadas em três pontos de cursos dágua no interior do parque: (S1) nascente do principal curso dágua; (S2) nascente de um curso dagua secundário; (S3) ponto situado após a junção dos corpos dágua em que S1 e S2 estavam localizados. Como controle negativo, ramos foram expostos à água destilada por 24 h, com periodicidade trimestral. Frequências de micronúcleos (MCN) foram determinadas em tétrades jovens de células-mãe de grãos de pólen e expressas como MCN/100 tétrades. Dados de precipitação também foram registrados durante o experimento. Foram observadas frequências de MCN significativamente superiores em nove meses em S1 e S2 e em onze meses em S3 quando comparadas às frequências nos controles trimestrais, que variaram de 1,19 a 1,62. Durante o período de amostragem, não foram encontradas diferenças significativas nas frequências de MCN em S1, que variaram de 2,2 a 3,6. Nos demais pontos amostrais, houve diferenças significativas entre os meses avaliados para as frequências de MCN, que variaram de 1,3 a 6,5, em S2, e de 2,3 a 5,2, em S3. Não foi verificada relação entre a pluviosidade e as frequências de MCN observadas nos três pontos amostrais. italic>Tradescantia pallida /italic> var. italic>purpurea /italic> indicou haver genotoxicidade nos corpos hídricos do PMHLR, inclusive junto às nascentes, indicando a necessidade de ações que visem ao controle do efeito antropogênico sobre a água nesta unidade de conservação. /p>

Lead tolerance and accumulation in initial sporophytes of Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae) / Tolerância e acumulação de chumbo em esporófitos jovens de Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae)

Regnellidium diphyllum Lindm. is a heterosporous fern which grows in shallow waters and wetlands, and water pollution contributes to its vulnerability. Environmental lead contamination is mostly caused by industrial and agricultural residues as well as domestic sewage. Given its persistence in the environment, lead can cause important toxicity in living organisms. Megaspore germination and the initial growth of R. diphyllum sporophytes were assessed in Meyer's solution with lead nitrate (Pb(NO3)2) concentrations of 0 (control), 1, 5, 10 and 50 mg L–1. The study was conducted in a growth chamber at 25±1°C and a 12 hour photoperiod with a nominal irradiance of 100 μmol m–2 s–1, for 28 days. Lead concentration in sporophytes was assessed using atomic absorption spectrometry. In the absence of lead, 74% of spores germinated, while significantly lower germination percentages were observed in Pb(NO3)2 concentrations of 1, 10 and 50 mg L–1. The presence of lead did not significantly influence root growth. At 28 days, primary leaf development was significantly lower in Pb(NO3)2 concentrations of 5 mg L–1 and higher in relation to the control. The length of secondary leaves did not significantly differ between sporophytes exposed to different concentrations of lead and those of the control at 28 days. Sporophytes exposed to 10 and 50 mg L–1 Pb(NO3)2 accumulated 1129 mg kg–1 and 5145 mg kg–1 of Pb, respectively. The presence of high levels of lead in R. diphyllum sporophytes did not prevent initial development. Future studies should investigate the ability of the species to accumulate and tolerate high levels of lead in advanced stages of its development and in environmental conditions.

Regnellidium diphyllum Lindm. é uma samambaia heterosporada que se desenvolve em águas rasas ou em solos úmidos, sendo que a poluição da água contribui para sua vulnerabilidade. A contaminação ambiental por chumbo ocorre principalmente por resíduos industriais e agrícolas, bem como por efluentes domésticos. Devido à sua persistência no ambiente, esse metal pode apresentar importante toxicidade aos organismos vivos. A germinação de megásporos e o desenvolvimento inicial de esporófitos de R. diphyllum foram avaliados em solução de Meyer com concentrações de 0 (controle), 1, 5, 10 e 50 mg L–1 de nitrato de chumbo (Pb(NO3)2). O estudo foi conduzido em câmara de germinação a 25±1 °C e fotoperíodo de 12 horas sob irradiância nominal de 100 μmol m–2 s–1, por 28 dias. A concentração de chumbo em esporófitos foi analisada por espectrometria de absorção atômica. Na ausência de chumbo, 74% dos esporos germinaram, enquanto que porcentagens de germinação significantemente menores foram observadas nas concentrações de 1, 10 e 50 mg L–1 de Pb(NO3)2. A presença de chumbo não influenciou significativamente o crescimento das raízes. O desenvolvimento das folhas primárias foi significativamente menor em relação ao controle a partir de 5 mg L–1 de Pb(NO3)2 aos 28 dias. O comprimento das folhas secundárias não diferiu significativamente entre esporófitos expostos às diferentes concentrações de chumbo e aqueles do controle, aos 28 dias. Esporófitos expostos a 10 e 50 mg L–1 de Pb(NO3)2 acumularam 1129 mg kg–1 e 5145 mg kg–1 de Pb, respectivamente. A presença de altas concentrações de chumbo nos esporófitos de R. diphyllum não impediu seu desenvolvimento inicial. Estudos futuros deverão investigar a capacidade de a espécie acumular e tolerar altas concentrações de chumbo em estádios avançados de desenvolvimento e também em condições ambientais.

Biomonitoring of water genotoxicity in a Conservation Unit in the Sinos River Basin, Southern Brazil, using the Tradescantiamicronucleus bioassay / Biomonitoramento da genotoxicidade da água em uma Unidade de Conservação na Bacia do Rio dos Sinos, Sul do Brasil, utilizando o bioensaio de micronúcleo em Tradescantia

The Tradescantia micronucleus (Trad-MCN) bioassay was used to investigate genotoxicity of water bodies in the Parque Municipal Henrique Luís Roessler (PMHLR), a conservation unit in the city of Novo Hamburgo, Southern Brazil, from November 2010 to October 2011. Every month, cuttings with young inflorescences of Tradescantia pallida var. purpurea were exposed for 24 hours to water collected at three sites in the park: (S1) head of the main stream; (S2) head of a secondary stream; (S3) a point past the junction of the two water bodies in which S1 and S2 were located. As a negative control, cuttings were exposed to distilled water for 24 h every quarter. Micronuclei (MCN) frequency was determined in young tetrads of pollen mother cells and described as MCN/100 tetrads. Rainfall data were also recorded. In nine months at S1 and S2, and in eleven months at S3, micronuclei frequencies were significantly higher than in quarterly controls, in which frequencies varied from 1.19 to 1.62.

During sampling, no significant differences were found in MCN frequencies at S1, which ranged from 2.2 to 3.6. At the other sampling sites, there were significant differences between the months evaluated, and MCN frequencies ranged from 1.3 to 6.5 at S2 and from 2.3 to 5.2 at S3. There were no associations between rainfall and MCN frequencies at the three sampling sites. Tradescantia pallida var. purpureaconfirmed genotoxicity in the water bodies of the PMHLR, even at the head of the streams, which suggests that actions should be promoted to control anthropogenic effects in the streams of this conservation unit.

O bioensaio de micronúcleo em Tradescantia (Trad-MCN) foi utilizado para investigar a genotoxicidade de corpos d'água no Parque Municipal Henrique Luís Roessler (PMHLR), uma Unidade de Conservação no município de Novo Hamburgo, Sul do Brasil, de novembro de 2010 a outubro de 2011. Mensalmente, ramos com inflorescências jovens de Tradescantia pallida var. purpurea foram expostos por 24 horas a amostras de água coletadas em três pontos de cursos d’água no interior do parque: (S1) nascente do principal curso d’água; (S2) nascente de um curso d’agua secundário; (S3) ponto situado após a junção dos corpos d’água em que S1 e S2 estavam localizados. Como controle negativo, ramos foram expostos à água destilada por 24 h, com periodicidade trimestral. Frequências de micronúcleos (MCN) foram determinadas em tétrades jovens de células-mãe de grãos de pólen e expressas como MCN/100 tétrades. Dados de precipitação também foram registrados durante o experimento. Foram observadas frequências de MCN significativamente superiores em nove meses em S1 e S2 e em onze meses em S3 quando comparadas às frequências nos controles trimestrais, que variaram de 1,19 a 1,62. Durante o período de amostragem, não foram encontradas diferenças significativas nas frequências de MCN em S1, que variaram de 2,2 a 3,6. Nos demais pontos amostrais, houve diferenças significativas entre os meses avaliados para as frequências de MCN, que variaram de 1,3 a 6,5, em S2, e de 2,3 a 5,2, em S3. Não foi verificada relação entre a pluviosidade e as frequências de MCN observadas nos três pontos amostrais. Tradescantia pallida var. purpurea indicou haver genotoxicidade nos corpos hídricos do PMHLR, inclusive junto às nascentes, indicando a necessidade de ações que visem ao controle do efeito antropogênico sobre a água nesta unidade de conservação.

Effects of 2,4-D on the germination of megaspores and initial development of Regnellidium diphyllum Lindman (Monilophyta, Marsileaceae) / Efeitos do 2,4-D sobre a germinação de megásporos e o desenvolvimento inicial de Regnellidium diphyllum Lindman (Monilophyta, Marsileaceae)

Regnellidium diphyllum is considered as endangered, occurring in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, and a few adjoining localities in Uruguay, Argentina and the State of Santa Catarina. It grows in wetlands frequently altered for agricultural activities. Herbicides based on 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) are widely used in these fields. The effects of 2,4-D on the germination of megaspores and initial sporophytic development of R. diphyllum were investigated. Six concentrations of 2,4-D (0.32; 0.64; 1.92; 4.80; 9.60 and 19.20 mg.L-1), and the control (0.00 mg.L-1), were tested in vitro, using Meyer's medium. Cultures were maintained in a growth chamber at 24 ± 1 °C, under artificial light with nominal irradiance of 110 µmol.m-2/s and 16 hours photoperiod. Megaspore germination was lower at 9.60 and 19.20 mg.L-1 of 2,4-D (56 and 48 percent, respectively), compared with the control (68 percent). Herbicide concentrations of up to 1.92 mg.L-1 did not significantly decrease the number of sporophytes formed. At 19.20 mg.L-1, no sporophytes were formed. The lengths of the primary root, primary and secondary leaves were greater at concentrations of 0.32 and 0.64 mg.L-1 of 2,4-D. Low concentrations of 2,4-D do not affect germination rates and initial development of R. diphyllum in a significant way. However, higher concentrations (9.60 and 19.20 mg.L-1) affect substantially the germination of the megaspores and interfere with the establishment of the species.

Regnellidium diphyllum é considerada ameaçada, ocorrendo no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, e em algumas localidades vizinhas no Uruguai, na Argentina e no Estado de Santa Catarina. Cresce em áreas alagáveis, frequentemente alteradas para atividades agrícolas. Herbicidas baseados em ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) são largamente utilizados nestas plantações. Os efeitos do 2,4-D sobre a germinação de megásporos e o desenvolvimento esporofítico inicial de R. diphyllum foram investigados. Seis concentrações de 2,4-D (0,32; 0,64; 1,92; 4,80; 9,60 e 19,20 mg.L-1), além do controle (0,00 mg.L-1) foram testadas in vitro, utilizando meio de Meyer. As culturas foram mantidas em câmara de germinação a 24 ± 1 °C, sob luz artificial, com irradiância nominal de 110 mmol.m-2/s e fotoperíodo de 16 horas. A germinação de megásporos foi menor em 9,60 e 19,20 mg.L-1 de 2,4-D (56 e 48 por cento, respectivamente), comparada ao controle (68 por cento). Concentrações até 1,92 mg.L-1 não diminuíram significativamente o número de esporófitos formados. Em 19,20 mg.L-1, não houve formação de esporófitos. Os comprimentos da raiz primária e das folhas primária e secundária foram maiores em concentrações de 0,32 e 0,64 mg.L-1 de 2,4-D. Baixas concentrações de 2,4-D não afetam significantemente as taxas de germinação e o desenvolvimento inicial de R. diphyllum. Entretanto, maiores concentrações (9,60 e 19,20 mg.L-1) afetam substancialmente a germinação de megásporos e interferem no estabelecimento da espécie.