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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Avaliação da toxicidade de arsênio e cromo em microrganismos utilizados como bioinsumos na agricultura
Alternate title (s): Evaluation of Arsenic and Chromium Toxicity in Microorganisms Used as Bioinputs in Agriculture
Author: Reis, Bruna Souza
First Advisor: Ferreira, Adão de Siqueira
First member of the Committee: Batista, Araína Hulmann
Second member of the Committee: Yokosawa, Jonny
Third member of the Committee: Campos, Maria Rita de Cássia
Summary: A contaminação do solo por metais e metaloides representa um importante fator de estresse para microrganismos de interesse agrícola, podendo comprometer sua sobrevivência e seu estabelecimento em sistemas produtivos. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos tóxicos do arsênio, em duas diferentes formas químicas distintas, sobre o crescimento e a viabilidade celular de microrganismos utilizados como bioinsumos, bem como compará-los aos provocados pelo cromo. Foram avaliados os microrganismos Azospirillum brasilense Abv06, Bacillus aryabhattai CMAA 1363, Bradyrhizobium japonicum SEMIA 5079 e Saccharomyces cerevisiae, submetidos a diferentes concentrações de arsenito, arsenato e cromo hexavalente em ensaios conduzidos in vitro. O crescimento microbiano foi avaliado pela densidade óptica a 600 nm (OD₆₀₀), e a viabilidade celular foi determinada pela contagem de unidades formadoras de colônias (UFC). Os dados de crescimento foram ajustados por regressão não linear utilizando o modelo log-logístico de quatro parâmetros (LL.4), o que permitiu caracterizar diferentes níveis de resposta dos microrganismos às concentrações testadas. Os resultados demonstraram que a toxicidade variou em função da forma química do contaminante, da concentração, do tempo de exposição e das características de cada microrganismo. O arsenato apresentou baixa toxicidade para a maioria dos microrganismos avaliados, enquanto o arsenito promoveu maior redução do crescimento e, em determinadas condições, elevada mortalidade celular, destacando-se a maior sensibilidade de B. japonicum. Os demais microrganismos apresentaram respostas variáveis ao arsenito em função da concentração e do tempo de exposição. O cromo por sua vez, demonstrou maior toxicidade promovendo forte inibição do crescimento e elevada mortalidade em parte dos microrganismos avaliados. A análise conjunta da densidade óptica e da contagem de UFC demonstrou que a redução do crescimento nem sempre esteve associada à perda imediata da viabilidade celular, indicando a ocorrência de respostas subletais durante a exposição aos contaminantes. Portanto, os resultados evidenciam que a resposta de microrganismos de interesse agrícola ao arsênio e ao cromo depende da forma química do contaminante e das características biológicas de cada organismo. Esses achados destacam a importância de considerar tanto o crescimento quanto a viabilidade celular na avaliação da tolerância microbiana em condições de contaminação.
Abstract: Soil contamination by metals and metalloids represents an important stress factor for microorganisms of agricultural interest, potentially compromising their survival and establishment in agricultural systems. In this context, the present study aimed to evaluate the toxic effects of arsenic, in two distinct chemical forms, on the growth and cell viability of microorganisms used as bioinputs, as well as to compare these effects with those caused by chromium. The microorganisms Azospirillum brasilense Abv06, Bacillus aryabhattai CMAA 1363, Bradyrhizobium japonicum SEMIA 5079, and Saccharomyces cerevisiae were evaluated under different concentrations of arsenite, arsenate, and hexavalent chromium in in vitro assays. Microbial growth was assessed by measuring optical density at 600 nm (OD₆₀₀), while cell viability was determined by colony-forming unit (CFU) counts. Growth data were fitted using nonlinear regression with the four-parameter log-logistic model (LL.4), which allowed the characterization of different response levels of the microorganisms to the tested concentrations. The results demonstrated that toxicity varied according to the chemical form of the contaminant, its concentration, exposure time, and the characteristics of each microorganism. Arsenate showed low toxicity to most of the microorganisms evaluated, whereas arsenite caused a greater reduction in growth and, under certain conditions, high cell mortality, with B. japonicum showing particularly high sensitivity. The other microorganisms exhibited variable responses to arsenite depending on concentration and exposure time. Chromium, in turn, exhibited more severe toxicity, causing strong growth inhibition and high mortality in some of the microorganisms evaluated. The combined analysis of optical density and CFU counts demonstrated that reduced growth was not always associated with an immediate loss of cell viability, indicating the occurrence of sublethal responses during exposure to the contaminants. Therefore, the results demonstrate that the response of microorganisms of agricultural interest to arsenic and chromium depends on the chemical form of the contaminant and the biological characteristics of each organism. These findings highlight the importance of considering both growth and cell viability when assessing microbial tolerance under contamination conditions.
Keywords: arsênio
arsenic
cromo
chromium
toxicidade
toxicity
microrganismo
microorganisms
bioinoculantes
bioinoculants
crescimento microbiano
microbial grwth
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS
Subject: Agronomia
Arsênio
Cromo
Metais - Toxicologia
Agricultura
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Agronomia
Quote: REIS, Bruna Souza. Avaliação da toxicidade de arsênio e cromo em microrganismos utilizados como bioinsumos na agricultura. 65 f. Dissertação (Mestrado em agronomia) - Universidade Federal de Uberlândia, 2026.DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.11031.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.11031
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/50581
Date of defense: 23-May-2026
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 2. Fome zero e agricultura sustentável - Acabar com a fome, alcançar a segurança alimentar e melhoria da nutrição e promover a agricultura sustentável.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Agronomia

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