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Gomes MP, Tavares DS, Richardi VS, Marques RZ, Wistuba N, Moreira de Brito JC, Soffiatti P, Sant'Anna-Santos BF, Navarro da Silva MA, Juneau P. Enrofloxacin and Roundup ® interactive effects on the aquatic macrophyte Elodea canadensis physiology. ENVIRONMENTAL POLLUTION (BARKING, ESSEX : 1987) 2019; 249:453-462. [PMID: 30927690 DOI: 10.1016/j.envpol.2019.03.026] [Citation(s) in RCA: 23] [Impact Index Per Article: 4.6] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/24/2019] [Revised: 02/26/2019] [Accepted: 03/08/2019] [Indexed: 06/09/2023]
Abstract
The co-occurrence of aquatic contaminants, such as antibiotics and herbicides, has motivated investigations into their interactive effects on aquatic organisms. We examined the combined effects of environmental concentrations of the antibiotic Enrofloxacin (Enro; 0-2.25 μg l-1) and Roundup OriginalDI (Roundup®; 0-0.75 μg active ingredient l-1), a glyphosate based-herbicide, on Elodea canadensis. Enro alone was not toxic, but the plants were highly sensitive to Roundup® whose toxicity is related to the induction of oxidative stress. The metabolism of Enro by plants into Ciprofloxacin (Cipro) was observed, and although former is not phytotoxic, oxidative events associated with Cipro generation were observed. The activity of cytochrome P450 was shown to be involved in Enro degradation in E. canadensis. As a cytochrome P450 inhibitor, Roundup® decreases Enro metabolism in plants. Enro, in turn, increases glyphosate uptake and toxicity, so that Enro and Roundup® have synergistic effects, disrupting the physiological processes of E. canadensis. Our results suggest E. canadensis as a potential candidate for the reclamation of Enro in contaminated waters, but not for Roundup® due to its high sensitivity to that herbicide.
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Affiliation(s)
- Marcelo Pedrosa Gomes
- Laboratório de Fisiologia de Plantas sob Estresse, Departamento de Botânica, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Avenida Coronel Francisco H. dos Santos 100, Centro Politécnico Jardim das Américas, C.P. 19031, 81531-980, Curitiba, Paraná, Brazil; Pós-Graduação em Ciências do Solo, Departamento de Solos e Engenharia Agrícola, Setor de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, 80035-050, Curitiba, Paraná, Brazil.
| | - Davi Santos Tavares
- Laboratório de Fisiologia de Plantas sob Estresse, Departamento de Botânica, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Avenida Coronel Francisco H. dos Santos 100, Centro Politécnico Jardim das Américas, C.P. 19031, 81531-980, Curitiba, Paraná, Brazil; Pós-Graduação em Ciências do Solo, Departamento de Solos e Engenharia Agrícola, Setor de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, 80035-050, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Vinícius Sobrinho Richardi
- Laboratório de Morfologia e Fisiologia de Culicidae e Chironomidae, Departamento de Zoologia, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Avenida Coronel Francisco H. dos Santos 100, Centro Politécnico Jardim das Américas, C.P. 19031, 81531-980, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Raizza Zorman Marques
- Laboratório de Fisiologia de Plantas sob Estresse, Departamento de Botânica, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Avenida Coronel Francisco H. dos Santos 100, Centro Politécnico Jardim das Américas, C.P. 19031, 81531-980, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Natalia Wistuba
- Laboratório de Fisiologia de Plantas sob Estresse, Departamento de Botânica, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Avenida Coronel Francisco H. dos Santos 100, Centro Politécnico Jardim das Américas, C.P. 19031, 81531-980, Curitiba, Paraná, Brazil
| | | | - Patrícia Soffiatti
- Laboratório de Anatomia e Biomecânica Vegetal, Departamento de Botânica, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Avenida Coronel Francisco H. dos Santos 100, Centro Politécnico Jardim das Américas, C.P. 19031, 81531-980, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Bruno Francisco Sant'Anna-Santos
- Laboratório de Anatomia e Biomecânica Vegetal, Departamento de Botânica, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Avenida Coronel Francisco H. dos Santos 100, Centro Politécnico Jardim das Américas, C.P. 19031, 81531-980, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Mário Antônio Navarro da Silva
- Laboratório de Morfologia e Fisiologia de Culicidae e Chironomidae, Departamento de Zoologia, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Avenida Coronel Francisco H. dos Santos 100, Centro Politécnico Jardim das Américas, C.P. 19031, 81531-980, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Philippe Juneau
- Ecotoxicology of Aquatic Microorganisms Laboratory, GRIL, TOXEN, Department of Biological Sciences, Université du Québec à Montréal, Montréal Succ. Centre-Ville, H3C 3P8, Montréal, QC, Canada
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