O fosfato de oseltamivir, ingrediente ativo do antiviral Tamiflu®, é um potente inibidor viral produzido a partir do ácido chiquímico e extraído da semente de Ilicium verum, sua mais importante fonte natural. Tendo como sítio de ação a enzima 5 enolpiruvilchiquimato-3-fosfato sintase (EPSPs), o glyphosate é o único composto capaz de inibir a sua atividade, com o consequente acúmulo do ácido chiquímico nas plantas. Plantas de milho e soja foram pulverizadas com subdoses de glyphosate (0,0 a 230,4 ge.a.ha-1), determinando-se o teor de ácido chiquímico na massa seca dessas plantas por HPLC aos 3,7 e 10 dias após aplicação. Os resultados mostraram acúmulo de ácido chiquímico na massa seca dessas plantas, com aumento de até 969% no milho e 33.000% na soja, com picos de concentração aos 3 DAT. A praticabilidade industrial do processo de obtenção do ácido chiquímico, aliada às condições edafoclimáticas favoráveis ao plantio de milho e soja em diversos países, favorece o uso de subdoses de glyphosate na biossíntese de ácido chiquímico, com potencial para ser explorado como indutor na produção do fosfato de oseltamivir com baixo impacto ambiental.

Oseltamivir phosphate is a potent viral inhibitor produced from shikimic acid extracted from seeds of Ilicium verum, the most important natural source. With the site of action 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSP), glyphosate is the only compound capable of inhibiting its activity with the consequent accumulation of shikimic acid in plants. Corn and soybean plants were sprayed with reduced rates of glyphosate (0.0 to 230.4 g a.i. ha¹) and shikimic acid content in the dry mass was determined by HPLC 3, 7 and 10 days after application. Results showed shikimic acid accumulation in dry mass with increases of up to 969% in corn and 33,000% on soybeans, with peak concentrations 3 days after treatment (DAT). Industrial feasibility for shikimic acid production, combined with favorable climatic conditions for growing corn and soybean in virtually all over Brazil, favor the use of reduced rates of glyphosate in shikimic acid biosynthesis, with potential for use as an inducer in exploration of alternative sources for production of oseltamivir phosphate with low environmental impact.

Foi conduzido um estudo para avaliar a sorção e dessorção do herbicida saflufenacil em dois solos do Estado de São Paulo: um Latossolo Vermelho-Amarelo com textura argilosa (LVA-1) e outro com textura média (LVA-2), classificados como argiloso e franco-argiloarenoso, respectivamente, através de isotermas, utilizando o método em batelada. Os solos foram secos ao ar e peneirados em malha de 2 mm. A molécula radiomarcada com 14C foi o saflufenacil, herbicida do grupo das pirimidinadionas. A radioatividade foi determinada por espectrometria de cintilação líquida. Os ensaios foram realizados em sala climatizada (25 ± 2 ºC). Para determinação de sorção e isotermas de sorção, foram empregadas cinco concentrações do saflufenacil (5,0; 2,5; 1,0; 0,5; e 0,05 μg mL-1), sendo os resultados ajustados à equação de Freundlich, obtendo-se assim os parâmetros de sorção. Na sequência, foram realizadas duas extrações com 0,01 M de CaCl2, determinando-se os parâmetros de dessorção de forma similar à sorção. Os resultados mostraram que a sorção do saflufenacil foi baixa para ambos os solos, sendo maior para o LVA com maior teor de matéria orgânica. Os coeficientes de dessorção foram maiores do que os respectivos coeficientes de sorção, sugerindo a ocorrência de histerese. As isotermas de sorção e dessorção foram classificadas como isotermas tipo C; o índice de histerese mostrou que tanto a sorção como a dessorção ocorreram com igual intensidade.

A study was conducted to evaluate the sorption and desorption of 14C herbicide saflufenacil (pyrimidinedione) in two soils in the State of São Paulo, classified as Red Yellow Latosol with clayey texture (LVA-1) and medium texture (LVA-2), using the batch method through isotherms. The soils were air dried and sieved a 2 mm mesh. The radioactivity was determined by liquid scintillation spectrometry in acclimatized room (25 ± 2 °C). Sorption isotherms were conducted for 5 concentrations of saflufenacil (5.0; 2.5; 1.0; 0.5 and 0.05 μg mL-1) and the results were adjusted to the Freundlich equation, thus obtaining the parameters of sorption followed by two extractions with 0.01 M CaCl2 to determine desorption parameters similarly to sorption. The results showed that saflufenacil sorption was low for both soils studied, being greater for the LVA with higher organic matter content. The desorption coefficients were greater than their sorption coefficients, suggesting the occurrence of hysteresis. The sorption and desorption isotherms (classified as type C isotherms), hysteresis and the t-test between the angular coefficient of the respective isotherms showed that both the sorption and desorption occur with equal intensity.

Objetivou-se neste trabalho determinar alterações na fotossíntese e na inibição da EPSPs, com base no acúmulo de ácido chiquímico, em biótipos de buva resistente e suscetível ao glyphosate. Foram realizados dois experimentos, conduzidos em esquema bifatorial. No primeiro, avaliaram-se biótipos de buva (um resistente e outro suscetível ao glyphosate) e doses do herbicida (0 e 1.080ge.a.ha-1) aplicadas sobre a planta daninha. No segundo experimento, os biótipos de buva (resistente e suscetível ao glyphosate) foram avaliados em cinco épocas: 0, 3, 7, 10 e 14 dias após a aplicação do herbicida (DAH). Foram efetuadas determinações da taxa fotossintética, transpiração, eficiência da carboxilação e uso eficiente da água, empregando analisador de gases no infravermelho (IRGA), e a concentração de ácido chiquímico, determinada por HPLC. A aplicação do glyphosate afetou negativamente os parâmetros fotossintéticos do biótipo suscetível, causando total inibição da taxa fotossintética, da taxa transpiratória, da eficiência da carboxilação e da eficiência do uso da água, a partir dos 7DAH. Já para o biótipo resistente, não se observou total inibição dos parâmetros fotossintéticos. Em ambos os biótipos ocorreu acúmulo de ácido chiquímico após aplicação de glyphosate; contudo, o biótipo suscetível apresentou as maiores concentrações, indicando maior sensibilidade da enzima EPSPs. O acúmulo de ácido chiquímico no biótipo resistente indica que o mecanismo de resistência não está relacionado somente com a insensibilidade da EPSPs ao glyphosate e/ou que outros mecanismos de resistência podem estar envolvidos.

The objective of this study was to determine changes in gas exchange and inhibition of EPSPs, based on the accumulation of shikimic acid in horseweed biotypes resistant and sensitive to glyphosate. Two experiments were conducted in a factorial model. The first one evaluated horseweed biotypes (one resistant and one susceptible to glyphosate), and herbicide rates (0 and 1,080 g a.e. ha ¹) applied on the weed. In the second experiment, the horseweed biotypes (susceptible and resistant to glyphosate) were evaluated in five periods as following: 0, 3, 7, 10, and 14 days after herbicide application (DAH). The photosynthetic rate, transpiration, carboxylation efficiency, and water efficiency were determined using an infrared gas analyzer (IRGA), and shikimic acid concentration by HPLC. The application of glyphosate damaged the photosynthetic parameters of the susceptible biotype, causing complete inhibition of the photosynthetic rate, transpiration rate, carboxylation efficiency and water use efficiency, starting from the 7 DAH. On the other hand, total inhibition of the photosynthetic parameters was not observed for the resistant biotype. Shikimic acid accumulation occurred in both biotypes after glyphosate application but the susceptible biotype had the highest concentrations, indicating greater sensitivity of the enzyme EPSPs. The accumulation of shikimic acid in the resistant biotype indicates that the mechanism of resistance is not related to the total insensitivity of the enzyme EPSPs to glyphosate and/or that other resistance mechanisms may be involved.

Com o aumento da comercialização de culturas geneticamente modificadas (GM) resistentes ao glyphosate, é importante investigar a relação entre o uso desse herbicida e seus efeitos no crescimento e desenvolvimento de plantas de soja GM, assim como sua relação com o ácido chiquímico. Nesse sentido, foi conduzido um ensaio de campo e outro em casa de vegetação, com o objetivo de verificar a influência do glyphosate no crescimento, no desenvolvimento e na qualidade dos grãos da soja GM, bem como sua exsudação radicular e posterior absorção por plântulas de soja convencional cultivada sob condições hidropônicas. O ensaio de campo foi realizado em Eng. Coelho-SP, em 2007/08, sob delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições, com aplicações isoladas (720 e 960 g e.a. ha-1 equivalente ácido) e sequenciais de glyphosate, com intervalo de 15 dias (720/720, 960/720 e 960/720/720 g e.a. ha-1 ). Transcorridos 42 dias da última aplicação de glyphosate, foram avaliados os efeitos sobre a densidade, altura de plantas e produtividade do cv. BRS Valiosa RR. Avaliou-se também o teor de ácido chiquímico sete dias após a última aplicação de glyphosate e o conteúdo de óleo e proteína dos grãos. No ensaio em casa de vegetação, conduzido sob o delineamento inteiramente casualizado com três repetições, soja GM cv. M8045RR e soja convencional cv. Conquista foram mantidas crescendo conjuntamente em solução hidropônica após aplicação de 2.400 g e.a. ha-1 de glyphosate no cultivar transgênico. O acúmulo de ácido chiquímico foi medido por HPLC a 0, 1, 3, 7 e 10 dias após aplicação do glyphosate, determinando-se também sua concentração e de seu metabólito, ácido aminometilfosfônico (AMPA), na solução nutritiva, por GC-MS. Os resultados mostraram que nenhum parâmetro fitométrico nem a qualidade nutricional dos grãos foram alterados pelas aplicações de glyphosate. Houve acúmulo de ácido chiquímico nas plantas de soja transgênica no campo quando tratadas de forma isolada com glyphosate. Os resultados também mostraram exsudação radicular do glyphosate por soja transgênica, com posterior absorção por soja convencional. Foram detectados resíduos de glyphosate e ácido aminometilfosfônico na solução nutritiva.

Glyphosate [N-(phosphonomethyl) glycine]-resistant crops (GRC) are the transgenic crops most extensively grown worldwide, with soybean being the major GRC. It is important to evaluate the impact of glyphosate on transgenic soybean and its relationship with shikimic acid. A field experiment was conducted at Engenheiro Coelho-SP, Brazil, during the agricultural year 2007/2008 to evaluate the effect of glyphosate on the growth, development, and seed quality of GRC soybean variety BRS Valiosa RR. A randomized block design was used with four replications. Glyphosate was applied at 720 and 960 g a.e. ha-1 (acid equivalent) and in sequence at the doses 720/720, 960/720, and 960/720/720 g a.e. ha-1 (acid equivalent). To evaluate transfer from GRC soybean to non GRC soybean cultivated in nutrient solution, a pot experiment was conducted at Instituto Biológico, SP, Brazil. Glyphosate was applied on the GRC soybean (M8045RR) at 2,400 g a.e. ha-1. Both GRC soybean and non GRC soybean were sown in the same box with nutrient solution. At 0, 1, 3, 7, and 10 days after application, shikimic acid was measured by HPLC and the glyphosate and aminomethylphosphonic acid (AMPA) levels in nutrient solution were determined by GC-MS. The results showed that yield, plant height, seed oil, and protein contents were not affected by glyphosate application. GRC soybean accumulated shikimic acid in the field. Glyphosate and AMPA were released through the roots of GRC soybean, and subsequently taken up by non-GRC soybean, exerting inhibitory effects on their shikimic pathway.

RESUMO Com o objetivo de verificar o acúmulo de ácido chiquímico em plantas de laranja pêra (Citrus sinensis) num pomar comercial manejado com glifosato, um herbicida sistêmico de amplo espectro, foram coletadas amostras na Fazenda Jequitibá, tradicional no cultivo de citros, situada no Município de Santo Antônio de Posse, SP. O produtor aplicou de forma convencional Roundup® Original a 1.440 g.ha-1 de equivalente ácido (e.a.) do sal de isopropilamino de glifosato em 19/12/ 2006 na entrelinha de 15 plantas, deixando outras cinco como testemunha. A reaplicação de glifosato a 1.260 g.ha-1 de e.a. foi realizada em 2/4/2007. Em ambos os casos, imediatamente antes da aplicação e aos 3, 7, 10, 15, 20 e 35 dias após, foram coletadas 20 folhas de cada planta tanto da área tratada como da não tratada, analisando-se o teor de ácido chiquímico por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) de forma isocrática após extração por micro-ondas. Os resultados mostraram não ocorrer acúmulo do ácido chiquímico nas plantas de laranja pêra, não havendo diferenças significativas nos teores deste composto entre o material proveniente da área tratada com glifosato e o daquela capinada manualmente.

ABSTRACT In order to check the accumulation of shikimic acid in a traditional commercial grove of citrus “Pêra” cultivar (Citrus sinensis) managed for weed control with glyphosate, a systemic herbicide with wide spectrum, samples were collected at Fazenda Jequitibá, in Santo Antonio de Posse County, São Paulo State, Brazil. The producer applied the following treatments of Roundup Original® glyphosate at 1,440 g.ha-1 a.e. of the isopropylamine salt on 19 December 2006 between rows of 15 plants, leaving five others as control. The reapplication of glyphosate at 1,260 g ha-1 was done on 2 April 2007. In both cases, immediately before application and at 3, 7, 10, 15, 20 and 35 days thereafter, 20 leaves from each treated and untreated plants were collected for analysis of the content of shikimic acid by isocratic high performance liquid chromatography (HPLC) assisted with microwave. The results showed no significant differences in levels of shikimic acid between the material from the area treated with glyphosate and that weeded manually.

Um método melhor para a determinação do chiquimato em tecidos de plantas é necessário para monitorar a exposição destas ao herbicida glyphosate N-(fosfonometil)glicina] e selecionar o gênero da planta para altos níveis desse valioso precursor fitoquímico ao fármaco oseltamivir. Um método simples, rápido e eficiente, que usa a extração assistida por micro-ondas (MWAE) com água como solvente de extração, foi desenvolvido para a determinação do ácido chiquímico em tecidos de plantas. Foi empregada cromatografia líquida de alto desempenho para a separação do ácido chiquímico, e os dados cromatográficos foram obtidos utilizando arranjo de fotodiodo. Essa técnica de MWAE obteve sucesso na recuperação do ácido chiquímico de uma série de tecidos de planta fortificados, com mais de 90% de eficiência e um cromatograma livre de interferências. Isso permitiu a utilização de menores quantidades de reagentes e de solventes orgânicos, reduzindo o uso de produtos químicos tóxicos e/ou perigosos, em comparação às metodologias atualmente empregadas. O método foi usado para determinar o nível de ácido chiquímico endógeno em diversas espécies de Brachiaria e de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), em B. decumbens e na soja (Glycine max) após o tratamento com glyphosate. O método foi sensível, rápido e confiável em todos os casos.

A better method for determination of shikimate in plant tissues is needed to monitor exposure of plants to the herbicide glyphosate [N-(phosphonomethyl)glycine] and to screen the plant kingdom for high levels of this valuable phytochemical precursor to the pharmaceutical oseltamivir. A simple, rapid, and efficient method using microwave-assisted extraction (MWAE) with water as the extraction solvent was developed for the determination of shikimic acid in plant tissues. High performance liquid chromatography was used for the separation of shikimic acid, and chromatographic data were acquired using photodiode array detection. This MWAE technique was successful in recovering shikimic acid from a series of fortified plant tissues at more than 90% efficiency with an interference-free chromatogram. This allowed the use of lower amounts of reagents and organic solvents, reducing the use of toxic and/or hazardous chemicals, as compared to currently used methodologies. The method was used to determine the level of endogenous shikimic acid in several species of Brachiaria and sugarcane (Saccharum officinarum) and on B. decumbens and soybean (Glycine max) after treatment with glyphosate. The method was sensitive, rapid and reliable in all cases.

Com a difusão do uso de agrotóxicos, torna-se necessário aprofundar os conhecimentos sobre seu comportamento no ambiente, visando diminuir os riscos à biota e a possível contaminação de água, solo e alimentos. A influência da presença de minhocas da espécie Eisenia foetida sobre a dissipação do herbicida glyphosate, a bioacumulação do herbicida nestes vermes e a influência do herbicida sobre a bioatividade da microbiota endógena foram avaliadas em amostra de terra agrícola tratada com solução aquosa de 14C-glyphosate. Os estudos foram conduzidos em sistemas mantidos por dois ou quatro meses em amostras de terra tratadas com três diferentes concentrações de 14C-glyphosate, contendo ou não minhocas. Após esses períodos, amostras de terra e de minhocas foram submetidas à extração e combustão, para quantificação da radioatividade por espectrometria de cintilação em líquido (ECL). Paralelamente, a atividade da microbiota foi avaliada em relação à atividade da enzima desidrogenase. Os resultados mostraram que a presença de minhocas não alterou a dissipação de glyphosate na terra independentemente do período de contato, embora elas tenham bioacumulado resíduos do herbicida, numa relação diretamente proporcional ao tempo de contato com a terra tratada. O período de quatro meses favoreceu a formação de 14C-resíduos não-extraíveis ou ligados. Já a bioatividade não sofreu qualquer alteração, nem pela presença de minhocas nem dos tratamentos ou do tempo de exposição.

The widespread usage of pesticides leads to the need of improving the knowledge on their environmental behaviour in order to decrease the risks to biota, as well as the water, soil, and food contamination. The influence of the earthworms Eisenia foetida on the dissipation of glyphosate, the herbicide bioaccumulation in the worms and the influence of the herbicide on the endogeneous microbial bioactivity were evaluated in an agricultural soil sample treated with aqueous solution of 14C-glyphosate. The studies were performed in systems maintained for 2 or 4 months containing soil samples treated with three different concentrations of 14C-glyphosate and containing or not the earthworms. After these periods, soil samples and the earthworms were extracted and combusted for radiocarbon quantification by liquid scintillation counting (ECL). The microbial bioactivity was evaluated through the activity of the dehydrogenase enzyme. Results showed that earthworms did not influence the soil dissipation of glyphosate, independently of the contact period, although they bioaccumulated glyphosate residues, proportionally to the contact period. The higher period favoured the 14C-non-extractable or bound residues production. Soil bioactivity was not altered, neither by the earthworms, nor by the treatments or time after treatments.