Leveduras como bioindicadores de cádmio no solo

• Main Author: Ana Claudia Lo Buono Tavares
• Other Authors: Simone Possedente de Lira
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2013
• Subjects: Bioindicadores; Cádmio; Leveduras; Metal; Bioindicators; Cadmium; Yeasts
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-22082013-162832/

Devido à ampla utilização do cádmio nas indústrias, muitos solos encontram-se contaminados. Vários estudos com bioindicadores estão sendo realizados para detectar cádmio em solos, sendo a maioria com minhocas (Eisenia fetida) e plantas, contudo estes testes são laboriosos e longos. Os micro-organismos tem se mostrado uma alternativa promissora para esta aplicação, pois são de fácil cultivo e manutenção, além de apresentarem uma rápida resposta às alterações ambientais. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi utilizar diferentes gêneros de leveduras como bioindicadores de cádmio no solo. Para tanto foram avaliadas dezoito linhagens de leveduras, das quais foram selecionadas três quanto à sensibilidade na presença de cádmio. A levedura Torulopsis utilis var. thermophilus (IZ214) apresentou alta sensibilidade, a Candida utilis (IZ300) sensibilidade mediana e Saccharomyces cerevisiae (Pedra) a menor sensibilidade. O crescimento foi avaliado por espectrometria, através de leituras de D.O. e pela técnica do Trifeniltetrazólio (TTC) para avaliação da viabilidade celular. O uso do TTC mostrouse mais adequado nos bioensaios com leveduras evidenciando as células metabolicamente ativas. Foi avaliado o crescimento das leveduras em extratos de solo com cádmio obtidos pelo extrator CaCl2 0,01 mol L-1. Observou-se que o crescimento das leveduras na maioria dos tratamentos foi igual ou superior ao controle. Isso ocorreu devido à adsorção do cádmio à matéria orgânica e outros elementos. Para comprovar a adsorção do cádmio à matéria orgânica, foi realizado ensaio com a levedura S. cerevisiae (Pedra) onde ao extrato de solo obtido foi adicionado solução de Cd2+. Através da leitura de D.O. foi observada uma taxa de inibição de 75% para 100 mg L-1 de cádmio e, pela técnica do TTC, a taxa de inibição de 100% ocorreu na concentração de 44 mg L-1. Ensaios com sementes foram realizados para avaliar a germinação e crescimento na presença de cádmio. Sementes de Cucumis sativus foram expostas à solução de Cd2+, ocorrendo 100% de germinação e apresentando DL50 de 7,33 mg L-1. Este resultado foi maior comparado aos obtidos para as leveduras avaliadas, as quais apresentaram uma DL50 de 0,89 mg L-1 para a levedura T. utilis (IZ214) e DL50 de 1,86 mg L-1 para a S. cerevisiae (Pedra). As sementes de Zea mays foram expostas ao extrato de solo com cádmio, onde foi obtido uma DL50 de 33,9 ± 3,0 mg L-1 e, nas mesmas condições para a levedura S. cerevisae (Pedra), a DL50 foi de 29,8 mg L-1. Os resultados obtidos mostraram uma proximidade de valores nos ensaios com extrato de solo com cádmio entre a semente de milho e levedura. Com isso, foi possível concluir que as leveduras são sensíveis ao cádmio e podem ser uma nova opção de bioindicadores. Além disso, as leveduras e principalmente a S. cerevisiae possuem um alto grau de homologia com os eucariotos superiores, permitindo assim o estudo de aspectos de toxicidade relevantes a biologia humana. === Due to extensive use of cadmium in industries, many soils are contaminated. Several studies are being conducted with biomarkers to detect cadmium in soils, mostly with earthworms (Eisenia fetida) and plants, however, these tests are laborious and lengthy. Micro-organisms have been presented as an alternative to this application, as they are easy to grow and maintain, and offer a rapid response to environmental changes. Thus, the aim of this study was to use different kinds of yeasts as indicators of cadmium in soil. Eighteen yeasts strains were evaluated, from which three were selected for their sensitivity in the presence of cadmium. The yeast Torulopsis utilis var. thermophilus (IZ214), showed high sensitivity, Candida utilis (IZ300), showed a median sensitivity and Saccharomyces cerevisiae (Ale Yeast) a showed lower sensitivity. Yeasts growth was assessed through spectrophotometry, by reading O.D. and by the technique Triphenyltetrazolium (TTC) to assess cell viability. The use of TTC was more appropriate as an indicator of cell viability in yeast bioassays showing metabolically active cells. We evaluated the growth of yeasts in soil extracts with cadmium obtained by extraction with CaCl2 0.01 mol L-1. It was observed that the growth of the yeast on most of the treatments was equal or superior to the control. This was due to the adsorption of cadmium to organic matter and other elements. To prove the adsorption of cadmium to organic matter, an essay was performed with the yeast S. cerevisiae (Ale Yeast), in which the soil extract solution obtained was added with Cd2+. By reading the O.D. it was observed an inhibition rate of 75% for 100 mg L- 1 cadmium and, by the TTC technique, the highest rate of 100% inhibition occurred at a concentration of 44 mg L-1. Seeds trials were conducted to evaluate germination and growth. Cucumis sativus seeds were exposed to a solution of Cd2+, resulting in 100% of germination and showing a LD50 of 7.33 mg L-1, which was greater than the one measured for yeasts, who had an LD50 of 0.89 mg L-1 to the yeast T. utilis (IZ214) and LD50 of 1.86 mg L-1 for S. cerevisiae (Ale Yeast). The seeds of Zea mays were exposed to soil extract containing cadmium, in which it was noticed a LD50 of 33.9 ± 3.0 mg L-1 and, by having the same conditions for the yeast S. cerevisiae (Ale Yeast), the LD50 was of 29.8 mg L-1. The results showed similar values in tests with soil extract with cadmium comparing the corn seed and the yeast. Thus, it was concluded that the yeasts are sensitive to cadmium and may be a new option bioindicators. Also, yeasts, in special S. cerevisiae, have a high degree of homology with higher eukaryotes, therefore allowing the study of relevant toxicity aspects in human biology.