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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2021.tde-11112021-121855
Document
Author
Full name
Magda Regina Santiago
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Costa, Elaine Maria Frade (President)
Morales, Ligia Maria Salvo
Nepomuceno, Leillane Maria Barcellos
Bachega, Tânia Aparecida Sartori Sanchez
Title in Portuguese
Análise dos efeitos de agrotóxicos à base de imidaclopride e de abamectina sobre embriões de zebrafish (Danio rerio)
Keywords in Portuguese
Embriologia de Danio rerio
Estágio de vida inicial de zebrafish
Peixe-zebra
Poluição ambiental
Poluição de água dos rios
Praguicidas
Toxicidade letal
Toxicidade subletal
Abstract in Portuguese
Os países tropicais continuam aumentando o uso de agrotóxicos e fertilizantes, sendo o Brasil considerado um dos maiores consumidores de agrotóxicos do mundo, em termos de quantidade. Agrotóxicos formulados com o imidaclopride e com abamectina são bastante utilizados no Brasil. O imidaclopride além de ser registrado para várias hortaliças, também é para cana-de-açúcar, citros, feijão. A abamectina além de hortaliças, para algodão, citros, café, feijão, sendo o principal produto registrado utilizado na cultura do morango no país. A maioria dos estudos são convencionalmente realizados com ingredientes ativos de agrotóxicos isolados, mas deveriam abranger riscos potenciais com o panorama ambiental em que aparecem vários ingredientes ativos juntos, interagindo simultaneamente expressando o que ocorre na agricultura. O objetivo central deste estudo foi avaliar a toxicidade de dois ingredientes ativos formulados isoladamente e em mistura a embriões de zebrafish (Danio rerio, Hamilton- Buchanam, 1822). Para tanto, utilizou-se o FET test da OECD (2013) para o imidaclopride nas concentrações 0,0001 mg.L-1, 0,001mg.L-1, 0,01 mg.L-1, 0,1 mg.L-1 e 1,0 mg.L-1 e abamectina nas concentrações 0,5 mg.L-1, 1,1 mg.L-1, 2,4 mg.L-1, 5,3 mg.L-1 e 11,7 mg.L-1 testados isoladamente e em misturas com concentrações inferiores a concentração letal a 50% dos embriões (CL50/2, CL50/10, CL50/100 e CL50/1000). Avaliamos os desfechos de mortalidade preconizados pelo FET test, isto é, coagulação dos ovos, falta de formação de somitos, falta de desprendimento da cauda do saco vitelínico e falta de batimento cardíaco. Consideramos como efeitos subletais o atraso no desenvolvimento, malformações e presença de edemas. Os resultados para imidaclopride indicam que a maior mortalidade observada para a substância foi de 40%, prejudicando o cálculo da CL50, sendo que foi observada uma curva de mortalidade em U invertido, ou seja, no decorrer das 96 hpf a mortalidade aumenta até dada concentração e, depois a concentrações mais altas, a mesma diminuiu. Identificamos, pela primeira vez, a possível atividade de desregulação endócrina do imidaclopride, abrindo um novo caminho para futuros experimentos no campo da endocrinologia ambiental. No estudo da abamectina a pesquisa aponta principalmente falta de movimento dos embriões de 24 horas pós fertilização (hpf) até 48 hpf. Na abamectina a mortalidade em geral cresceu com o aumento da concentração no ingrediente ativo, inclusive nas misturas. Tanto nos produtos em estudo individualmente como em mistura foram constatados efeitos subletais, sendo os mais tóxicos atribuídos à abamectina isoladamente, atingindo valores acima de 25% para malformações e edemas. O FET teste apresenta-se como um teste viável para screening inicial de formulações, antes de se recorrer ao zebrafish adulto e animais de maior porte
Title in English
Analysis of the effects of pesticides based on imidacloprid and abamectin on zebrafish embryos
Keywords in English
Danio rerio embryology
Environment pollution
Lethal toxicity
Pesticides
Pollution of water from rivers
Sublethal toxicity
Zebrafish
Zebrafish early stage of life
Abstract in English
Tropical countries continue to increase their use of pesticides and fertilizers, and Brazil is considered one of the biggest consumers of pesticides in the world, in terms of quantity. Pesticides formulated with imidacloprid and abamectin are widely used in Brazil, mainly with various vegetable crops. Imidacloprid is registered for use on several vegetables, sugarcane, citrus, beans, while abamectin, in addition to several vegetables, is used for cotton, citrus, coffee, beans, and strawberry cultivation, of which abamectin is used the most upon, nationally. Most studies are conventionally carried out with active ingredients of isolated pesticides, but they should analyze potential risks with the environmental scenario in which several active ingredients occur together, interacting simultaneously expressing what happens in agriculture. The main objective of this study was to evaluate the toxicity of two active ingredients formulated individually and as a mixture upon zebrafish embryos (Danio rerio; Hamilton-Buchanam, 1822). For this purpose, the FET test of the OECD (2013) was used for imidacloprid in concentrations of 0,0001 mg.L-1; 0,001 mg.L-1; 0,01 mg.L-1; 0,1 mg.L-1 and 1,0 mg.L-1 and abamectin at concentrations of 0,5 mg.L-1; 1,1 mg.L-1; 2,4 mg.L-1; 5,3 mg.L-1 and 11,7 mg.L-1 tested alone and as mixtures with concentrations below the lethal concentration at 50% of the embryos (LC50/2, LC50/10, LC50/100, and LC50/1000). Mortality outcomes were evaluated as recommended by the FET test, that is, egg coagulation, lack of somite formation, lack of yolk sac tail detachment, and lack of heartbeat. Sublethal effects were defined as delays in development, malformations, and the presence of edema. The results for imidacloprid use indicate that the highest level of mortality observed for the substance was 40%, impairing the calculation of the LC50. An "inverted U" mortality curve was observed, that is, during 96 hpf mortality increases to a certain extent concentration and then, at higher concentrations it decreased. We identified, for the first time, the possible endocrine disrupting activity of Imidacloprid, opening a new path for future experiments in the field of environmental endocrinology. In abamectin study, research mainly points to lack of movement of embryos from 24 hours post-fertilization (hpf) to 48 hpf. For abamectin pesticide, toxicity generally increased with increasing concentrations of the active ingredient, including mixtures. In the products under study, both individually and in mixtures, sublethal effects were identified, the most toxic being attributed to abamectin alone, reaching values above 25% for malformations and edema. The FET test is a viable test for initial screening of formulations, before resorting to adult zebrafish and larger animals
 
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Publishing Date
2021-11-11
 
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