Phytotoxic and cytogenotoxic assessment of glyphosate on Lactuca sativa L

Abstract The active ingredient glyphosate is the most commercialized herbicide on the world market due to its capability in eliminating weeds. However, it can harm the development of non-target organisms and threaten environmental quality. This study analyzed the effects of potentially toxic concentrations of glyphosate on germination, growth, cell cycle and genomic stability of Lactuca sativa L., and identified the most sensitive variables for assessing the toxicity of this herbicide to this biomonitor. Seeds of L. sativa were germinated in Petri dishes containing a sheet of filter paper moistened with 5 mL of a concentration of glyphosate (1.34, 3.35, 6.70, 10.05, 13.40 mg L-1). Controls consisted of distilled water (negative) and 3 mg L-1 CuSO4 (positive). Macroscopic and microscopic variables were analyzed. The germination of L. sativa was not affected by the concentrations of glyphosate. Root length and shoot height of the plants and the mitotic index decreased from the lowest concentration tested on. The chromosomal anomaly index and frequency of micronuclei increased by 3.2 and 22 times, respectively, with the presence of the lowest concentration of glyphosate compared to the negative control. The observed phytotoxic and cytogenotoxic effects demonstrate the negative influence that glyphosate has on the development of L. sativa. Root length and microscopic variables showed the highest sensitivity. This study warns of the possible harmful effects that glyphosate can have on non-target organisms and suggests greater control over the use of this herbicide to mitigate its environmental impact.

Resumo O ingrediente ativo glifosato é o herbicida mais comercializado do mercado mundial, pela sua capacidade de eliminar as plantas daninhas. No entanto, ele pode prejudicar o desenvolvimento dos organismos não-alvo e ameaçar a qualidade do ambiente. O estudo teve como objetivo analisar os efeitos de concentrações potencialmente tóxicas de glifosato sobre a germinação, o crescimento, o ciclo celular e a estabilidade genômica de Lactuca sativa L., e identificar as variáveis mais sensíveis para avaliar a toxicidade deste herbicida ao biomonitor. Sementes de L. sativa foram germinadas em placas de Petri contendo uma folha de papel-filtro umedecida com 5 mL das concentrações de glifosato (1,34, 3,35, 6,70, 10,05, 13,40 mg L-1). Os controles consistiram em água destilada (negativo) e 3 mg L-1 de CuSO4 (positivo). Variáveis macroscópicas e microscópicas foram analisadas. A germinação de L. sativa não foi afetada pelas concentrações de glifosato. O comprimento da raiz e a altura da parte aérea das plantas e o índice mitótico reduziram desde a menor concentração testada. O índice de anomalias cromossômicas e a frequência de micronúcleos aumentaram, respectivamente, 3,2 e 22 vezes na presença da menor concentração de glifosato em comparação ao controle negativo. Os efeitos fitotóxicos e citogenotóxicos observados demonstram a interferência negativa do herbicida no desenvolvimento de L. sativa. O comprimento da raiz e as variáveis microscópicas foram as que apresentaram maior sensibilidade. Este estudo alerta sobre os possíveis efeitos prejudiciais que o glifosato pode provocar nos organismos não-alvo, sugerindo um maior controle quanto à utilização deste herbicida, a fim de mitigar o seu impacto ambiental.

Phytotoxic and cytogenotoxic assessment of glyphosate on Lactuca sativa L / Avaliação fitotóxica e citogenotóxica do glifosato em Lactuca sativa L

The active ingredient glyphosate is the most commercialized herbicide on the world market due to its capability in eliminating weeds. However, it can harm the development of non-target organisms and threaten environmental quality. This study analyzed the effects of potentially toxic concentrations of glyphosate on germination, growth, cell cycle and genomic stability of Lactuca sativa L., and identified the most sensitive variables for assessing the toxicity of this herbicide to this biomonitor. Seeds of L. sativa were germinated in Petri dishes containing a sheet of filter paper moistened with 5 mL of a concentration of glyphosate (1.34, 3.35, 6.70, 10.05, 13.40 mg L-1). Controls consisted of distilled water (negative) and 3 mg L-1 CuSO4 (positive). Macroscopic and microscopic variables were analyzed. The germination of L. sativa was not affected by the concentrations of glyphosate. Root length and shoot height of the plants and the mitotic index decreased from the lowest concentration tested on. The chromosomal anomaly index and frequency of micronuclei increased by 3.2 and 22 times, respectively, with the presence of the lowest concentration of glyphosate compared to the negative control. The observed phytotoxic and cytogenotoxic effects demonstrate the negative influence that glyphosate has on the development of L. sativa. Root length and microscopic variables showed the highest sensitivity. This study warns of the possible harmful effects that glyphosate can have on non-target organisms and suggests greater control over the use of this herbicide to mitigate its environmental impact.

O ingrediente ativo glifosato é o herbicida mais comercializado do mercado mundial, pela sua capacidade de eliminar as plantas daninhas. No entanto, ele pode prejudicar o desenvolvimento dos organismos não-alvo e ameaçar a qualidade do ambiente. O estudo teve como objetivo analisar os efeitos de concentrações potencialmente tóxicas de glifosato sobre a germinação, o crescimento, o ciclo celular e a estabilidade genômica de Lactuca sativa L., e identificar as variáveis mais sensíveis para avaliar a toxicidade deste herbicida ao biomonitor. Sementes de L. sativa foram germinadas em placas de Petri contendo uma folha de papel-filtro umedecida com 5 mL das concentrações de glifosato (1,34, 3,35, 6,70, 10,05, 13,40 mg L-1). Os controles consistiram em água destilada (negativo) e 3 mg L-1 de CuSO4 (positivo). Variáveis macroscópicas e microscópicas foram analisadas. A germinação de L. sativa não foi afetada pelas concentrações de glifosato. O comprimento da raiz e a altura da parte aérea das plantas e o índice mitótico reduziram desde a menor concentração testada. O índice de anomalias cromossômicas e a frequência de micronúcleos aumentaram, respectivamente, 3,2 e 22 vezes na presença da menor concentração de glifosato em comparação ao controle negativo. Os efeitos fitotóxicos e citogenotóxicos observados demonstram a interferência negativa do herbicida no desenvolvimento de L. sativa. O comprimento da raiz e as variáveis microscópicas foram as que apresentaram maior sensibilidade. Este estudo alerta sobre os possíveis efeitos prejudiciais que o glifosato pode provocar nos organismos não-alvo, sugerindo um maior controle quanto à utilização deste herbicida, a fim de mitigar o seu impacto ambiental.

Pseudobrânquia do guaru Poecilia reticulata (Peter, 1859): análise estrutural, morfométrica e histoquímica para detecção de glicoconjugados / Pseudo-gill of guppy, Poecilia reticulata (Peter, 1859): structural, morphometric, and histochemical analyses for the detection of glycoconjugates

A morfologia, os parâmetros citomorfométricos e os glicoconjugados presentes na pseudobrânquia de guaru, Poecilia reticulata Peter, 1859 (Cyprinodontiformes: Poeciliidae), foram investigados por microscopia de luz acoplada ao sistema de captura e análise de imagens, juntamente por histoquímica com lectinas. A anatomia microscópica indicou que P. reticulata possui pseudobrânquia glandular formada por dois lóbulos, a qual se localiza abaixo do epitélio faringiano. O órgão é constituído por parênquima vascularizado e rico em células pseudobranquiais. Esse tipo celular exibe estado citofisiológico ativo, com abundante sistema de biomembranas e ausência de óstio na superfície apical,que por sua vez é encontrado nas células ricas em mitocôndrias das holobrânquias. Assim, indica-se que as células da pseudobrânquia se distinguem das células das holobrânquias em relação à morfologia, histoquímica e fisiologia. Em decorrência dessas características intrínsecas, a pseudobrânquia de alevinos do guaru pode desempenhar funções não respiratórias nas fases iniciais do desenvolvimento. Além disso, a caracterização da pseudobrânquia do guaru possibilitará estudos futuros sobre o efeito de poluentes aquáticos em espécies biomonitoras, como P. reticulata.

The morphology, cytomorphometric parameters, and glycoconjugates present in the pseudo-gill of guppy, Poecilia reticulata Peter, 1859 (Cyprinodontiformes: Poeciliidae), were investigated by light microscopy coupled to image capture and analysis system, and also by lectin histochemistry. The microscopic anatomy indicates that P. reticulata has a glandular pseudo-gill formed by two lobes, located underneath the pharynx epithelium. The organ is formed by vascularized parenchyma rich in pseudo-gill cells. This cell type exhibits active cytophysiological state with an abundant system of biomembranes and lacking of ostium in apical surface, which in turn is found in the mitochondria-rich cells of the holobranch. This indicates that the pseudo-gill cells distinguishe from the holobranch cells in their morphology, histochemistry and physiology. Due to these intrinsic characteristics, the pseudo-gill of guppy fingerlings may have non-respiratory function in the initial phase of their development. The characterization of guppy's pseudo-gill could facilitate further studies about the effect of water pollutants on biomonitor species, such as P. reticulata.

Biomonitoring of zinc and manganese in bark of Turkish red pine of western Anatolia.

Turkish red pine (Pinus brutia) is a widespread evergreen tree in Mediterranean and Aegean regions of Turkey. The barks of Pinus brutia were tested as a possible biomonitor of Zn and Mn accumulation studied in Western Anatolia, Turkey. Samples collected from industry, roadside, suburban and rural areas from thirty locations in the study area were investigated. The concentration of zinc and manganese were determined in the bark of the red pine by atomic absorption spectrometry. As a result of this study, the following mean concentrations were determined: for Zn between min 8.4 and max 14.1 mg g-1, and for Mn between min 19.1 and max 24.0 mg g-1. It was found that there is no affect of location on the element concentration of both Mn and Zn.

Los felinos: ¿Una alternativa en estudios de toxicología genética?

Felines: an alternative in genetic toxicology studies? The micronuclei (MN) test carry out in peripheral blood is fast, simple, economic and it is used to detect genotoxic environmental agents. MN are fragments of chromosomes or complete chromosomes remaining in the cytoplasm after cell division, which increase when organisms are exposed to genotoxic agents. Therefore, species with the highest values of spontaneous micronucleated erythrocytes (MNE) are the most suitable to be potentials biomonitor of micronucleogenic agents, using a drop of blood. Nine species of Felines that present spontaneous MNE in peripheral blood are shown. From these species, the cat has been previously proven, with positive results and also lion (Panthera leo), yaguaroundi (Felis yagoaroundi), lynx (Lynx ruffus), jaguar (Panthera onca), puma (Puma concolor), tiger (Panthera tigris), ocelote (Felis padalis) and leopard (Panthera pardus) display spontaneous MNE, and with this characteristic this Family can be propose like a potential group to be used in toxicogenetic studies. Rev. Biol. Trop. 56 (2): 969-974. Epub 2008 June 30.

La prueba de micronúcleos (MN) en sangre periférica es rápida, sencilla, económica y sirve para detectar genotóxicos ambientales. Los MN son fragmentos de cromosomas o cromosomas completos que por alguna causa quedan fuera del núcleo en mitosis, pero que incrementan significativamente cuando los organismos que los presentan de manera espontánea se exponen a genotóxicos. Por lo tanto, el requisito para que una especie pueda ser utilizada para esta prueba es que presente eritrocitos micronucleados espontáneos (EMNe), con lo que estas especies pueden ser potenciales bioindicadores de genotóxicos micronucleogénicos, con sólo una gota de su sangre. En el presente articulo es mostramos 9 especies de felinos que como característica general presentan EMNe. Del total de especies de felinos, el gato ha sido previamente probado, con resultados positivos y ya que también el león, yaguaroundi, lince, jaguar, puma, tigre de bengala, ocelote y leopardo presentan EMNe, esta familia puede ser propuesta como un grupo potencialmente adecuado para estudios de toxicogenética. En otras palabras, cada una de estas especies puede llegar a ser un modelo potencial para determinar exposición a genotóxicos en nuestro entorno, de una manera sencilla y rápida.