Assessing the spatial pattern of a river water quality in southern Brazil by multivariate analysis of biological and chemical indicators / Avaliação do padrão espacial da qualidade da água de um rio no Sul do Brasil por meio da análise multivariada de indicadores biológico e químicos

Abstract This study assessed the genotoxicity and chemical quality of the Rio dos Sinos, southern Brazil. During two years, bimonthly, cuttings of Tradescantia pallida var. purpurea with flower buds were exposed to river water samples from Caraá, Santo Antônio da Patrulha, Taquara and Campo Bom, which are municipalities located in the upper, middle and lower stretches of the Rio dos Sinos basin. Simultaneously, chemical parameters were analyzed, rainfall data were surveyed and negative (distilled water) and positive (0.1% formaldehyde) controls were made. Micronuclei (MCN) frequencies were determined in tetrads of pollen grain mother cells. From the upper stretch toward the lower, there was an increase in the frequency of MCN and in concentrations of chemical parameters. Cadmium, lead, copper, total chromium and zinc were present at the four sites and a concentration gradient was not demonstrated along the river. The multivariate analysis revealed that two principal components exist, which accounted for 62.3% of the observed variances. Although genotoxicity was observed in Santo Antônio da Patrulha, the water presented higher mean values for most of the assessed parameters, in the lower stretch, where urbanization and industrialization are greater. The spatial and temporal pattern of water quality observed reinforces the importance of considering the environmental factors and their effects on organisms in an integrated way in watercourse monitoring programs.

Resumo Este estudo avaliou a genotoxicidade e a qualidade química do Rio dos Sinos, Sul do Brasil. Durante dois anos, com periodicidade bimensal, ramos de Tradescantia pallida var. purpurea com botões florais foram expostos a amostras de água do rio de Caraá, Santo Antônio da Patrulha, Taquara e Campo Bom, municípios localizados nos trechos superior, médio e inferior da Bacia do Rio dos Sinos. Simultaneamente, foram analisados parâmetros químicos, levantados dados de precipitação e realizados controles negativos (água destilada) e positivos (0,1% formaldeído). Frequências de micronúcleos (MCN) foram determinadas em tétrades de células-mãe de grão de pólen. Do trecho superior em direção ao inferior, foi observado aumento da frequência de MCN e na concentração de parâmetros químicos. Cádmio, chumbo, cobre, cromo total e zinco estiveram presentes nos quatro pontos amostrais, sem apresentar um gradiente de concentração ao longo do rio. A análise multivariada demonstrou a existência de dois componentes principais que explicaram 62,3% das variâncias observadas. Embora em Santo Antônio da Patrulha tenha sido observada genotoxicidade, a água do Rio dos Sinos apresentou valores médios superiores para a maioria dos parâmetros avaliados no trecho inferior, onde a urbanização e a industrialização são maiores. O padrão espacial e temporal de qualidade da água observado reforça a importância de considerar os fatores ambientais e seus efeitos nos organismos de forma integrada em programas de monitoramento de cursos hídricos.

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>

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.

Avaliação da atividade antimicrobiana da planta Tradescantia pallida Munt (Taboquinha Roxa) / Evaluation of antimicrobial activity of the Tradescantia pallida Munt plant (Taboquinha Roxa)

RESUMO O objetivo deste estudo foi pesquisar o efeito antimicrobiano in vitro do extrato hidroalcóolico das folhas Tradescantia pallida Munt conhecida como Taboquinha roxa. Foram realizados testes em meio sólido, onde não observou qualquer halo de inibição, e o método de microdiluição, em que os resultados foram expressivos, com determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM), com resultados em diferentes concentrações. Foram utilizadas cepas padrão de bactérias Gram positivas e Gram negativas. De acordo com os resultados, sugere-se que essa planta apresenta um potencial antimicrobiano.

ABSTRACT The aim of this study was to investigate the in vitro antimicrobial effect of the hydroalcoholic extract of the Tradescantia pallida Munt leaves,known as Taboquinha roxa. The tests were both conducted on solid mean, where it was not observed any zone of inhibition, and by the micro dilution method, in which the results of the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and the Minimum Bactericidal Concentration (MBC) were significant and related with the different concentrations. Standard strains of bacteria type Gram positive and Gram negative were employed. According to the results, this plant has an antimicrobial potential.

Ability of Allium cepa L. root tips and Tradescantia pallida var. purpurea in N-nitrosodiethylamine genotoxicity and mutagenicity evaluation

N-nitroso compounds, such as N-nitrosodiethylamine (NDEA), can be formed by the reaction of secundary amines with nitrosating agents, and are suspected to be involved in tumors in humans. NDEA has been considered a weak carcinogen in genotoxic assays probably due to the inefficient nitrosamine activation system that is used and/or to the efficient repair system. In this work, we evaluated the sensibility of Allium cepa L. root tips and Tradescantia stamen hair mutation assay (Trad-SH) using Tradescantia pallida var. purpurea for NDEA (0.1; 0.5; 5 and 25mM) genotoxicity and mutagenicity induction. Allium cepa L. was treated with different NDEA concentrations for 3h, for 3 consecutive days, including negative control (distilled water) and positive control maleic hydrazide (MH 30mg/mL). After treatment, the roots were hydrolyzed, squashed, and the mitotic index (MI) and cytological abnormalities were scored. The results revealed a cytostatic effect of NDEA (0.5 and 5mM), showing a significant reduction in the MI. Chromosome stickiness suggests a NDEA toxic effect. T. pallida purpurea did not respond to mutagens with a dose-dependent pattern. In conclusion, our study indicates that the root tips of Allium cepa L. have sensibility to detect NDEA genotoxicity, but not for Trad-SH test.

Nitrocompostos, como N-nitrosodietilamina (NDEA), podem ser formados pela reação entre uma amina secundária e agentes nitrosantes e são suspeitos de estarem envolvidos na formação de tumores em humanos. NDEA é considerada um carcinógeno fraco e ensaios genotóxicos provavelente pela utilização de um sistema de ativação ineficiente e/ou pela utilização de um eficiente sistema de reparo. Neste trabalho, nós avaliamos a sensibilidade de ensaios com Alliu cepa L. e Tradescantia pallida var. purpurea (Trad-SH) à genotoxicidade e mutagenicidade induzidas por diferentes concentrações de NDEA (0,1; 0,5; 5 e 25mM) por 3h, por 3 dias consecutivos, incluindo controle negativo (água destilada) e controle positivo, hidrazida maleica (MH 30mg/mL). Depois do tratamento, as raízes foram hidrolizadas, esmagadas e o índice mitótico (IM) e anormalidades citológicas foram contadas. Os resultados revelaram um efeito citostático de NDEA (0,5 e 5mM), pela significante redução do IM. Chromosome stickiness sugere um efeito citotóxico de NDEA. T pallida purpurea não respondeu ao mutágeno com um padrão dose dependente. Em conclusão, nossos estudos indicaram que raízes de Allium cepa L. possue sensibilidade na detecção genotóxica de NDEA, mas não para o ensaio Trad-SH.

Avaliação de mutagenicidade e antimutagenicidade de diferentes frações de Pterogyne nitens (Leguminosae), utilizando ensaio de micronúcleo em Tradescantia pallida / Evaluation of mutagenicity and antimutagenicity of different fractions of Pterogyne nitens (Leguminosae), using Tradescantia pallida micronuclei assay

Pterogyne nitens (Fabaceae-Caesalpinioideae) é uma árvore nativa da América do Sul, onde é empregada na medicina popular para o tratamento da ascaridíase. Recentemente, descrevemos o efeito mutagênico do extrato etanólico das folhas de P. nitens. Dessa forma, o presente estudo teve por objetivo aprofundar a avaliação do potencial mutagênico das frações isoladas das folhas de Pterogyne nitens, acetato de etila (AcOEt), n-butanólica (BuOH) e hidroalcóolica (HA). Quando o efeito mutagênico foi observado somente nas maiores concentrações testadas, o potencial antimutagênico também foi avaliado. Os ensaios mutagênicos e antimutagênicos foram realizados utilizando ensaio de micronúcleo em Trandescantia pallida. Na avaliação de mutagenicidade, observou-se o efeito nas frações AcOEt (0,460 mg/mL), BuOH (0,142, 0,285, 0,570 e 1,14 mg/mL) e HA (0,050, 0,100, 0,200 e 0,400 mg/mL). Considerando que o efeito mutagênico da fração AcOEt foi observado somente na concentração mais elevada (0,460 mg/mL), o potencial antimutagênico da mesma foi avaliado. As concentrações de 0,115 e 0,230 mg/mL da fração AcOEt demonstraram atividade antimutagênica. A partir dos resultados do presente estudo, conclui-se que determinadas frações de P. nitens apresentam mutagenicidade (BuOH e HA), enquanto a fração AcOEt apresentou efeito antimutagênico nas maiores concentrações. Esses resultados tornam o estudo da P. nitens bastante promissor, considerando que esta planta possui distribuição geográfica ampla e tem sido pouco estudada.

Pterogyne nitens (Fabaceae-Caesalpinioideae) is a tree native to South American, where it is used in folk treatment of ascaridiasis. Recently, we have been describing the mutagenic effect of the ethanol extract of leaves of P. nitens. Thus, the present study aimed at evaluating the mutagenic potential of the ethyl acetate (EtOAc), n- butanol (BuOH) and hydroalcoholic (HA) fractions. When the mutagenic effect was observed only in the highest tested concentrations, the antimutagenic activity was also evaluated. Both mutagenic and antimutagenic assays were performed using T. pallida micronuclei assay. Mutagenicity was observed between different concentrations of the P nitens fractions, EtOAc (0.460 mg/mL), BuOH (0.142, 0.285, 0.570 and 1.14 mg/mL) and HA (0.050, 0.100, 0.200 and 0.400 mg/mL). Whereas the mutagenic effect of the EtOAc fraction was observed in the highest concentration (0.460 mg/mL), its antimutagenic potential was evaluated. The 0.115 and 0.230 mg/mL concentrations of the EtOAc fraction demonstrated antimutagenic activity. Based on the results of the present study we can conclude that some P. nitens fractions (BuOH and HA) demonstrated mutagenic effects whereas the EtOAc fraction shown low mutagenicity and amtimutagenicity in the two higher concentrations. Those results stimulate the studies with P. nitens, which possess spread geographic distribution and it is still low studied.

Micronuclei in tetrads of Tradescantia pallida (Rose) Hunt. cv. purpurea Boom: genetic changes caused by urban air pollution - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v30i3.5017 / Micronúcleos em tétrades de Tradescantia pallida (Rose) Hunt. cv. purpúrea Boom: alterações genéticas decorrentes de poluição aérea urbana - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v30i3.5017

The urban atmosphere contains a mixture of air pollutants, including mutagenic and carcinogenic substances. Associations between urban pollutants and respiratory/cardiovascular diseases and a greater incidence of certain cancer types have already been established in literature. Thus, biomonitoring procedures are required to evaluate the genotoxic potential of urban atmospheres. The Tradescantia micronucleus (Trad-MCN) test is one of the most commonly used bioassays for the detection of genotoxic effects. It is based on the formation of micronuclei resulting from chromosome breakage in the meiotic pollen mother cells of Tradescantia ssp. inflorescences. This study dealt with Trad-MCN for assessing the genotoxic potential of air in two areas of the municipality of Senhor do Bonfim/BA: (1) Lomanto Júnior Highway (RLJ), an area of intense vehicular traffic; and (2) Nova do Congresso Plaza (PNC), an area with lower flow of vehicles. The negative control (CTR) was installed in Campus VII of the State University of Bahia. Plants exposed in RLJ and PNC presented the highest frequency of micronuclei (MCN), in comparison with CTR plants (p 0.05). The increase in the frequency of observed MCN points to the efficiency of the Trad-MCN and indicates the potential mutagenic risk of substances present in atmospheric air.

A atmosfera urbana contém uma mistura de poluentes que inclui substâncias mutagênicas e carcinogênicas. Associação entre estas substâncias e problemas respiratório e cardiovascular, além do aumento de determinados tipos de cânceres, é estabelecida na literatura. Assim, o biomonitoramento é importante para avaliar o potencial genotóxico da atmosfera urbana. O Teste de Micronúcleo em Tradescantia (Trad-MCN) é um dos bioensaios usados para detecção de efeitos genotóxicos. Este teste é baseado na formação de micronúcleos resultante de quebra cromossômica na meiose das células-mãe do grão de pólen de inflorescências de Tradescantia ssp. Neste estudo, Trad-MCN foi utilizado para avaliar o potencial mutagênico do ar atmosférico em duas áreas de tráfego diferenciado na cidade de Senhor do Bonfim, Estado da Bahia: 1) Rodovia Lomanto Júnior (RLJ), uma área de tráfego intenso, e 2) Praça Nova do Congresso (PNC), área de menor fluxo de veículos. O controle negativo (CTR) foi instalado no Campus VII da Universidade do Estado da Bahia. Plantas expostas na RLJ e na PNC apresentaram frequência de micronúcleo (MCN) mais alta em comparação com as plantas CTR (p 0,05). Esta alta frequência de MCN observada aponta a eficiência do TRD-MCN e indica o potencial risco mutagênico das substâncias presentes no ar atmosférico.