A biorremediação tem sido considerada uma importante alternativa economicamente acessível e ambientalmente sustentável para eliminar ou remover substâncias contaminantes do agroecossistema, como o glifosato. Para isso, diferentes microrganismos, como o Bacillus aryabhattai, têm demonstrado um grande potencial na biorremediação desses resíduos contaminantes. Conheça mais sobre o potencial da rizobactéria Bacillus aryabhattai na biorremediação de resíduos de glifosato!
O que é glifosato e para que serve?
O glifosato (N-(fosfonometil)glicina) está entre os herbicidas pós-emergentes não seletivos mais usados na agricultura, visto o seu amplo espectro para controle de uma grande variedade de plantas daninhas.
Entretanto, devido à sua elevada toxicidade, ele também está associado a diversos problemas para a saúde humana, que incluem hipotireoidismo, doenças renais crônicas, câncer e defeitos congênitos.
Dessa forma, métodos para eliminar parcialmente ou totalmente os seus resíduos nos agroecossistemas, como a biorremediação, têm sido estudados intensamente nas últimas décadas.
A biorremediação busca, com o uso de processos biológicos, degradar, ou seja, eliminar ou remover, substâncias contaminantes de recursos ambientais, como a água ou o solo.
Tais processos biológicos podem ser realizados pelos microrganismos do solo. Diversos estudos científicos, por exemplo, já têm observado a habilidade de algumas cepas de fungos e bactérias para utilizar o glifosato como fonte de fosfato, carbono ou nitrogênio.
Assim, ao realizar essas transformações, esses microrganismos acabam fazendo a sua degradação do glifosato.
É o que destacam os pesquisadores Brajesh K. Singh e Allan Walker, no artigo Microbial degradation of organophosphorus compounds.
Os microrganismos contribuem com a biorremediação de diversos poluentes do solo.
A taxa de degradação do glifosato pelos microrganismos, de maneira geral, depende das características celulares do microrganismo e da adaptação deles aos herbicidas. Além disso, esse processo pode se dar por dois caminhos diferentes.
O primeiro deles depende da atividade da enzima C-P liase, que cliva a ligação de carbono e fósforo presente na molécula do giflosato ou degrada o glifosato em sarcosina, que será posteriormente oxidada.
Já a segunda rota envolve a presença da enzima glifosato oxidorredutase (GOX), que é capaz de clivar a ligação de carbono e nitrogênio ao lado da carboxila, produzindo AMPA (ácido aminometilfosfônico) e o glioxilato.
Moléculas de glifosato e AMPA. (Fonte: JUNIOR, et al., 2002)
A atividade da enzima GOX já foi constatada em alguns microrganismos, como a rizobactéria Bacillus aryabhattai. É o que relatam Nagwa I. Elarabi e outros pesquisadores, no artigo Bacillus aryabhattai FACU: A promising bacterial strain capable of manipulate the glyphosate herbicide residues.
Mas, como exatamente funciona a ação do Bacillus aryabhattai na degradação do glifosato?
A ação da rizobactéria Bacillus aryabhattai na degradação glifosato
Muitas pesquisas sobre as bactérias rizosféricas, endofíticas e promotoras de crescimento vegetal envolvidas na biodegradação de herbicidas já foram conduzidas.
Isso porque é um fato conhecido que as bactérias são, provavelmente, o grupo mais diverso de microrganismos mais, devido às suas exigências nutricionais.
Entretanto, poucos estudos foram capazes de identificar espécies catalisadoras de herbicidas eficientes e resistentes às condições adversas do campo.
No estudo conduzido por Nagwa I. Elarabi, os pesquisadores foram capazes de identificar uma cepa de rizobactéria gram-positiva, com uma alta atividade para manipulação do glifosato.
Além disso, ela mostrou diferentes atividades fisiológicas, bioquímicas, quimiotaxonômicas e estruturais relacionadas a diferentes mecanismos de resistência a estresses, como a formação de endósporos. Ela era a rizobactéria Bacillus aryabhattai.
Algumas características fisiológicas, bioquímicas e quimiotaxonômicas de uma cepa da rizobactéria Bacillus aryabhattai. (Fonte: ELARABI et al., 2020)
No artigo Inoculation of zinc solubilizing Bacillus aryabhattai strains for improved growth, mobilization and biofortification of zinc in soybean and wheat cultivated in Vertisols of central India, Aketi Ramesh e outros pesquisadores relatam a capacidade do Bacillus aryabhattai em crescer em ambientes:
- Salinos, sendo tolerante às concentrações de NaCl de 4-10%;
- Com temperaturas entre 15-37ºC;
- Com pH entre 6-10.
Além disso, a eficiência da rizobactéria Bacillus aryabhattai para catalização do glifosato, foi relacionada ao isolamento do gene relacionado a produção da enzima glifosato oxidase FAD-dependente (goxB).
Ainda no estudo Bacillus aryabhattai FACU: A promising bacterial strain capable of manipulate the glyphosate herbicide residues, Nagwa I. Elarabi e seus colegas usaram diferentes ferramentas de bioinformáticas para projetar primers específicos para amplificação e isolamento do gene goxB.
Também foi atribuída à presença desse gene a capacidade que diferentes cepas isoladas dessa rizobactéria apresentaram para crescer no meio LB (Luria Bertani) sobre diferentes concentrações de glifosato (50, 100, 150, 200 mg/ml), expressando, inclusive, melhores taxas de crescimento do que quando sob condições naturais.
Dessa maneira, ficou demonstrado o grande potencial do uso do Bacillus aryabhattai para a degradação de glifosato e biorremediação dos sistemas agrícolas.
O Bacillus aryabhattai é um importante agente a ser considerado para biorremediação de herbicidas
Em suma, hoje tem crescido a necessidade e o interesse pela redução dos impactos negativos de herbicidas.
Nesse sentido a biorremediação é uma estratégia muito viável para eliminar ou remover substâncias contaminantes dos sistemas agrícolas, a exemplo do glifosato, e, assim minimizar ou eliminar os seus impactos negativos para a saúde humana.
Tal processo de biorremediação pode ser executado com o uso de microrganismos eficientes e capazes de resistir às condições adversas do campo, como a rizobactéria Bacillus aryabhattai.
Ela, através da atividade da enzima glifosato oxidase FAD-dependente (goxB), consegue degradar os resíduos de glifosato sob diferentes concentrações, se tornando uma importante aliada do agricultor no manejo de insumos agrícolas tóxicos na lavoura!
