Uso da espécie arbórea Pinus taeda L. como modelo em testes de citogenotoxicidade

Abstract

As espécies-modelo são aquelas que apresentam características favoráveis para o seu emprego como ferramentas de estudo em vários tipos de experimentos, tais como análises de biomonitoramento. Uma das espécies-modelo mais empregadas em experimentos dessa natureza é a Allium cepa L. Esta apresenta características genéticas e laborais excelentes para a detecção e o monitoramento de anormalidades cromossômicas, em especial para testes de citogenotoxicidade, que medem a capacidade de um agente químico em promover mudanças metabólicas nos indivíduos e induzir alterações genéticas. No entanto, a utilização de espécies arbóreas como modelo nesses tipos de testes é pouco relatada na literatura. Além disso, sua eficácia como espécie modelo não foi analisada. Desta forma, o objetivo desta investigação foi averiguar a eficiência e a praticidade de Pinus taeda L. como espécie-modelo em testes de citogenotoxicidade com o glifosato em comparação ao teste padrão com A. cepa. Para tal, as radículas oriundas da germinação de sementes de P. taeda foram submetidas à metodologia-padrão do teste original com A. cepa com algumas adaptações. As mesmas foram tratadas com 0, 5, 7,5 e 10 µl/L de glifosato e a 100 µl/L de formaldeído (controle positivo), por períodos de 24 e 48 horas de exposição. Foram realizadas quatro repetições (três lâminas/repetição e cinco campos/ lâmina). As lâminas foram preparadas pela técnica de esmagamento e analisadas sob microscópio Olympus BX53. Metodologicamente, as sementes de P. taeda apresentaram características favoráveis por apresentarem porte reduzido, facilitando o manuseio e empregabilidade, as lâminas são de fácil confecção, uma vez que as radículas apresentam meristemas entre 1,5 a 2 mm em comparação à A. cepa com 1,1 a 1,3 mm, facilitando o processo de dissecção e a montagem das lâminas. Os 24 cromossomos de P. taeda apresentam comprimentos que variam de 19 a 29 µm, ao passo que A. cepa possui 16 cromossomos cujos comprimentos variaram de 8 a 19 µm, favorecendo P. taeda na localização das células nas lâminas, a contagem, a visualização e identificação das fases da divisão celular, além das anormalidades cromossômicas. As desvantagens das P. taeda L é que suas sementes necessitam de superação da dormência para início dos testes, além de o período de emissão das radículas ser superior que em comparação a A. cepa, e o número de radículas/ semente ou bulbo é menor. As principais anormalidades encontradas em ambas espécies foram de origem aneugênica e clastogênica, como cromossomos desorientados, cromossomos perdidos, pontes cromossômicas, cromossomos fragmentados, anáfase multipolar, stickiness cromossômicos e micronúcleos, encontrados em todos os tratamentos, entretanto com maior frequência conforme aumentaram- se as concentrações do glifosato. Também foi observado anel cromossômico em P. taeda e morte celular em A. cepa. O índice e atividade mitótica evidenciam que os efeitos do glifosato sobre as espécies ocorrem com a inibição do processo de divisão celular em A. cepa, algo não observado em P. taeda, mas que, porém, para este ocorre um aumento da frequência e duração das fases da divisão, em especial a prófase, que aparenta ser estimulada. Também é possível observar uma maior frequência de anormalidades cromossômicas principalmente em metáfase e anáfase, em sua maioria de origem aneugênica, sendo possível concluir que o glifosato, assim como o formaldeído, agem em sua maioria sobre a formação do fuso mitótico, estrutura responsável pela migração dos cromossomos na célula.

Model species are those that have favorable characteristics for their use as study tools in various types of experiments, such as biomonitoring analyzes. One of the most commonly used model species in experiments of this nature is Allium cepa L. It has excellent genetic and working characteristics for the detection and monitoring of chromosomal abnormalities, especially for cytogenotoxicity tests, which measure the ability of a chemical agent in promote metabolic changes in individuals and induce genetic changes. However, the use of tree species as a model in these types of tests is little reported in the literature. Moreover, its effectiveness as a model species has not been analyzed. Thus, the objective of this investigation was to verify the efficiency and practicality of Pinus taeda L. as a model species in glyphosate cytogenotoxicity tests compared to the standard A. cepa test. To this end, the roots from the germination of P. taeda seeds were subjected to the standard methodology of the original A. cepa test with some adaptations. They were treated with 0, 5, 7.5 and 10 µl / L glyphosate and 100 µl / L formaldehyde (positive control) for periods of 24 and 48 hours of exposure. Four repetitions were performed (three slides / repetition and five fields / slide). The slides were prepared by squash technique and analyzed under an Olympus BX53 microscope. Methodologically, the seeds of P. taeda showed favorable characteristics for being small in size, facilitating the handling and employability, the blades are easy to make, since the radicles have meristems between 1.5 to 2 mm compared to A. cepa with 1.1 to 1.3 mm, facilitating the dissection process and mounting of the blades. The 24 chromosomes P. taeda have lengths ranging from 19 to 29 µm, whereas A. strain has 16 chromosomes whose lengths ranged from 8 to 19 µm, favoring P. taeda in the location of cells in the slides, counting, visualization and identification of the phases of cell division, as well as chromosomal abnormalities. The disadvantages of P. taeda L are that their seeds need to overcome dormancy for the beginning of the tests, and the root emission period is longer than in comparison to A. cepa, and the number of root / seed or bulb is smaller. The main abnormalities found in both species were of aneugenic and clastogenic origin, such as disoriented chromosomes, lost chromosomes, chromosomal bridges, fragmented chromosomes, multipolar anaphase, chromosomes stickiness and micronuclei, which were found in all treatments, but more frequently as Glyphosate concentrations increased. Chromosome ring was also observed in P. taeda and cells death in A. cepa. The index and mitotic activity show that the effects of glyphosate on species occur with inhibition of the process of cell division in A. cepa, something not observed in P. taeda, but, however, there is an increase in frequency and duration. Phases of cell division, especially prophase, which appears to be stimulated. It is also possible to observe a higher frequency of chromosomal abnormalities mainly in metaphase and anaphase, mostly of aneugenic origin, and it can be concluded that glyphosate, as well as formaldehyde, act mostly on the formation of the mitotic spindle, structure responsible for migration of chromosomes in the cell.