Glyphosate on shikimic acid on Urochloa plantaginea / Efeito do glifosato no ácido chiquímico em Urochloa plantaginea

ABSTRACT: Shikimic acid (SA) has witnessed a strong increase in recent years due to the increasing demand of the pharmaceutical and cosmetic industry. The SA is used as a precursor for the synthesis of oseltamivir phosphate (Tamiflu®), a potent viral inhibitor and is extracted from the plant Illicium verum Hook which has a limited availability. This article proposed the use of Urochloa plantaginea (Link.) webster and glyphosate, as an alternative source of SA. U. plantaginea plants with 3 - 4 tillers and 4 - 6 leaves were harvest at 3, 6, 9 and 12 days after application (DAT) of low rates of glyphosate. Samples were dried, extracted, analyzed by HPLC and LC-MS/MS. The maximum SA concentrations were observed at 6 days after glyphosate at 36 g.a.e.ha-1 was applied in plants of U. plantaginea with 4 to 6 leaves. The capability of this annual gramineae to produce elevated SA levels throughout the entire biomass affords its potential for a greater yield on a per hectare basis.

RESUMO: O interesse pelo ácido chiquímico (SA) tem apresentado um forte incremento nos últimos anos devido à crescente demanda da indústria farmacêutica e cosmética. O SA é utilizado como um precursor para a síntese do fosfato de oseltamivir (Tamiflu®), um potente inibidor viral. Este ácido é extraído principalmente da planta Illicium verum Hook. A disponibilidade desta planta é um fator limitante para o crescimento do mercado no futuro próximo. Este artigo propõe Urochloa plantaginea (Link.) webster tratada com sub doses de glifosato, como uma fonte alternativa de SA. Plantas de U. plantaginea com 3 - 4 perfilhos e 4 a 6 folhas foram tratadas com subdoses de glifosato e coletadas aos 0, 3, 6, 9 e 12 dias após sua aplicação (DAT). As amostras foram secas, extraídas e analisadas por HPLC e confirmadas por LC-MS/MS. As concentrações máximas de SA foram observadas aos seis dias após aplicação do glifosato a 36 g.e.a.ha-1 em plantas de U. plantaginea com 4 - 6 folhas. A capacidade anual dessa gramínea para produzir níveis elevados de SA em toda a biomassa, pode ser uma fonte economicamente viável de SA.

Estimation of herbicide bioconcentration in sugarcane (Saccharum officinarum L.) / Modelagem de bioconcentração de herbicidas em cana (Saccharum officinarum L.)

Sugarcane is an important crop for sugar and biofuel production in Brazil. Growers depend greatly on herbicides to produce it. This experiment used herbicide physical-chemical and sugarcane plant physiological properties to simulate herbicide uptake and estimate the bioconcentration factor (BCF). The (BCF) was calculated for the steady state chemical equilibrium between the plant herbicide concentration and soil solution. Plant-water partition coefficient (sugarcane bagasse-water partition coefficient), herbicide dilution rate, metabolism and dissipation in the soil-plant system, as well as total plant biomass factors were used. In addition, we added Tebuthiuron at rate of 5.0kg a.i. ha-1 to physically test the model. In conclusion, the model showed the following ranking of herbicide uptake: sulfentrazone > picloram >tebuthiuron > hexazinone > metribuzin > simazine > ametryn > diuron > clomazone > acetochlor. Furthermore, the highest BCF herbicides showed higher Groundwater Ubiquity Score (GUS) index indicating high leaching potential. We did not find tebuthiuron in plants after three months of herbicide application.

A cana de açúcar é uma cultura importante para produção de açúcar e biocombustíveis no Brasil e exige elevada utilização de herbicidas. Utilizamos modelo matemático para ajudar na compreensão da absorção de herbicida dessa cultura. Propriedades físico-químicas dos herbicidas e propriedades fisiológicas das plantas de cana foram usados para estimar a absorção e também o fator de bioconcentração, bioconcentration factor (BCF), calculado para o equilíbrio químico entre a concentração do herbicida na planta e na solução do solo. O coeficiente de partição planta/água, a taxa de diluição de herbicida, o metabolismo e a dissipação no sistema solo-planta e biomassa total das plantas foram adicionados ao modelo. O herbicida tebuthiuron aplicado ao solo na dose de 5,0kg ha-1 i.a. foi utilizado para testar o modelo. A absorção dos herbicidas mostrada pelo modelo indicou em ordem o seguinte: sulfentrazone> picloram> tebuthiuron> hexazinone> metribuzin> simazina> ametryn> diuron> clomazone> acetochlor. Esses herbicidas com alto índice (BCF) também apresentaram alto índice de potencial de lixiviação para água subterrânea "Groundwater Ubiquity Score" (GUS). Tebuthiuron não foi encontrado nas plantas após três meses de aplicação.

Avaliação da toxicidade de herbicidas usados emcana-de-açúcar para o Paulistinha (Danio rerio) / Toxicity evaluation of herbicides used in sugarcane crops toZebrafish (Danio rerio)

Na natureza, os organismos são constantemente expostos a mais de um agente tóxico e, apesar do fenômeno de interaçõesquímicas ser conhecido há tempos, são poucos os estudos realizados que privilegiam a observação dos efeitosdecorrentes da exposição a duas ou mais substâncias. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito combinado damistura dos herbicidas Gesapax 500® (ametrina 500 g/L) e Velpar K® (diuron 468 g/kg + hexazinone 132 g/kg) sobreo paulistinha (Danio rerio). O ensaio foi baseado no teste FET da OECD, com duração de 96 horas. As concentraçõestestadas foram 0, 21,22, 29,52, 41,08, 57,17 e 79,56 mg/L de Gesapax 500 vs. 0, 15,21, 21,17, 29,46, 40,99 e 57,04mg/L de Velpar K. Os testes foram conduzidos em triplicata e avaliados diariamente. As CL50-96h determinadas foram41,705 ± 8,373 mg/L para o Gesapax 500 e 55,460 ± 20,826 mg/L para o Velpar K. O modelo da mistura que melhordescreve a relação entre os dois componentes é a ação independente, sendo a toxicidade dose-dependente, ou seja,em baixas doses ocorre antagonismo e, em altas doses, sinergismo. Os endpoints edemas, atraso no desenvolvimentoembrionário (delay) e na absorção do saco vitelínico e diminuição na frequência de cardíaca foram observados apartir das concentrações mais baixas da mistura. Pelos dados obtidos, concluiu-se que a mistura de Gesapax 500 eVelpar K é medianamente tóxica para o paulistinha e que os endpoints avaliados foram úteis na determinação de suatoxicidade.

In nature, organisms are constantly exposed to more than one toxic agent, and although the phenomenon of chemical interactionsare known for some time, there are few previous studies that emphasize observation of the effects resulting fromexposure to two or more substances. The aim of this study was to evaluate the combined effect of the mixture of herbicideGesapax 500® (ametrina 500 g/L) and Velpar K® (diuron 468 g/kg + hexazinone 132 g/kg) on zebrafish (Danio rerio). The testwas based on the Fish Embryo Toxicity (FET) from OECD, lasting 96 hours. The concentrations tested were: 0, 21.22, 29.52,41.08, 57.17 and 79.56 mg/L Gesapax 500 vs. 0, 15.21, 21.17, 29.46, 40.99 and 57.04 mg/L Velpar K. Tests were conductedin triplicate and evaluated daily. LC50-96h was determined to 41.705 ± 8.373 mg/L to Gesapax 500 and 55.460 ± 20.826 mg/Lto Velpar K. The mixture model that best describes the relationship between the two components is independent action andtoxicity of the mixture is dose-dependent, occurring antagonism at low doses and synergism at high doses. The endpointsedema, delay in general development and in yolk sac absorption and decrease in frequency of heart-beat rate were observedfrom the lower concentrations of the mixture. From the data obtained, it is concluded that the mixture of Velpar K and Gesapax500 is moderately toxic to zebrafish and that the endpoints evaluated were useful in determining its toxicity.