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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39683| Título: | Avaliação da tolerância de bactérias do gênero Bacillus aos herbicidas glifosato e 2,4-d para fins de biorremediação |
| Título(s) alternativo(s): | Evaluation of the tolerance of bacteria of the genus Bacillus to the herbicides glyphosate and 2,4-d for bioremediation purposes |
| Autor(es): | Afonso, Eliza Taborda |
| Orientador(es): | Anschau, Andréia |
| Palavras-chave: | Biorremediação Herbicidas - Toxicologia Bacillus subtilis Bioremediation Herbicides - Toxicology Bacillus subtilis |
| Data do documento: | 15-Dez-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Dois Vizinhos |
| Citação: | AFONSO, Eliza Taborda. Avaliação da tolerância de bactérias do gênero Bacillus aos herbicidas glifosato e 2,4-d para fins de biorremediação. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos, 2025. |
| Resumo: | A contaminação do meio ambiente por herbicidas se deve ao aumento populacional e consequentemente das atividades industriais agrícolas. Os defensivos agrícolas, como os herbicidas, estão sendo muito utilizados em busca do aumento da produtividade de alimentos, porém são considerados tóxicos, podendo acarretar danos à saúde ambiental, humana e animal. A biorremediação por microrganismos vem se destacando como uma ferramenta de grande potencial para a descontaminação dos ambientes. Bactérias do gênero Bacillus tem apresentado grande potencial para a biorremediação, devido a sua capacidade de produzir endósporos inativos quando submetido a condições extremas de temperatura, pH e nutrientes. Esse estudo teve como objetivo avaliar a resistência das bactérias Bacillus aerius, Bacillus pumilus e Bacillus subtilis frente aos herbicidas glifosato e 2,4-D, através de técnicas como de Concentração Mínima Inibitória (CMI), engenharia evolutiva por meio do aumento da pressão de seleção, método de placa inclinada e avaliação do crescimento celular pelo consórcio de bactérias. Os resultados de CMI mostraram que o 2,4-D foi mais tóxico para todas as cepas, sendo 11,72 mg/mL para Bacillus pumilus, 18,42 mg/mL para Bacillus aerius e 31,82 mg/mL para Bacillus subtilis. Para o glifosato, as CMIs obtidas foram 19,20 mg/mL, 28,80 mg/mL e 38,40 mg/mL, respectivamente, confirmando maior tolerância por Bacillus subtilis. Nos ensaios de engenharia evolutiva, observou-se que as cepas mantiveram crescimento nas fases iniciais (bateladas sequenciais de 0 a 4), mas sofreram queda acentuada de crescimento celular em concentrações elevadas. Frente ao 2,4-D, Bacillus pumilus foi inibida a partir da batelada 5, enquanto Bacillus aerius e Bacillus subtilis deixaram de crescer a partir da batelada 7. No glifosato, Bacillus aerius foi inibida na batelada 7, e Bacillus pumilus e Bacillus subtilis na batelada 8. Entre as três espécies, Bacillus subtilis manteve a concentração celular nas bateladas intermediárias, destacando-se como a mais resistente perante aos dois herbicidas estudados. A avaliação do crescimento celular pelo consórcio bacteriano mostrou desempenho superior ao das bactérias isoladas. Frente ao 2,4-D, o consórcio manteve crescimento estável entre a batelada 6 e 7 sofrendo queda a partir da batelada 8 e inibição total na batelada 10. Para o glifosato, o consórcio apresentou alta tolerância, com concentração celular em torno de 3,01×10⁷ a 8,87×10⁶ (CFU/mL) mesmo em concentrações próximas ao limite máximo testado (480 g/L), sem apresentar queda brusca. Em conjunto, os resultados indicam que o glifosato é menos tóxico às espécies avaliadas e que Bacillus subtilis e o consórcio bacteriano possuem maior potencial para aplicação em biorremediação, especialmente em ambientes contaminados por glifosato. |
| Abstract: | Environmental contamination by herbicides is due to population growth and consequently, increased agricultural industrial activities. Agricultural pesticides, such as herbicides, are widely used in the pursuit of increased food productivity; however, they are considered toxic and can cause damage to environmental, human, and animal health. Bioremediation using microorganisms has emerged as a tool with great potential for environmental decontamination. Bacteria of the genus Bacillus have shown great potential for bioremediation due to their ability to produce inactive endospores when subjected to extreme conditions of temperature, pH, and nutrients. This study aimed to evaluate the resistance of the bacteria Bacillus aerius, Bacillus pumilus, and Bacillus subtilis to the herbicides glyphosate and 2,4-D, using techniques such as Minimum Inhibitory Concentration (MIC), evolutionary engineering through increased selection pressure, the tilted plate method, and evaluation of cell growth by bacterial consortia. MIC results showed that 2,4-D was more toxic to all strains, with 11.72 mg/mL for Bacillus pumilus, 18.42 mg/mL for Bacillus aerius, and 31.82 mg/mL for Bacillus subtilis. For glyphosate, the MICs obtained were 19.20 mg/mL, 28.80 mg/mL, and 38.40 mg/mL, respectively, confirming greater tolerance by Bacillus subtilis. In evolutionary engineering assays, it was observed that the strains maintained growth in the initial phases (sequential batches from 0 to 4), but suffered a sharp decrease in cell growth at high concentrations. In response to 2,4-D, Bacillus pumilus was inhibited from batch 5 onwards, while Bacillus aerius and Bacillus subtilis ceased growth from batch 7 onwards. With glyphosate, Bacillus aerius was inhibited in batch 7, and Bacillus pumilus and Bacillus subtilis in batch 8. Among the three species, Bacillus subtilis maintained its cell concentration in intermediate batches, standing out as the most resistant to the two herbicides studied. The evaluation of cell growth by the bacterial consortium showed superior performance compared to isolated bacteria. In response to 2,4-D, the consortium maintained stable growth between batches 6 and7, experiencing a decline from batch 8 onwards and total inhibition in batch 10. For glyphosate, the consortium showed high tolerance, with cell concentrations ranging from 3.01×10⁷ to 8.87×10⁶ (CFU/mL) even at concentrations close to the maximum limit tested (480 g/L), without showing a sharp drop. Taken together, the results indicate that glyphosate is less toxic to the evaluated species and that Bacillus subtilis and the bacterial consortium have greater potential for application in bioremediation, especially in environments contaminated by glyphosate. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39683 |
| Aparece nas coleções: | DV - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia |
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