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de Faria GS, Carlos L, Jakelaitis A, de Freitas STF, Vicentini TA, Silva IOF, Vasconcelos Filho SC, Lourenço LL, Farnese FS, Batista MA, Vitorino LC. Hormetic Effect Caused by Sublethal Doses of Glyphosate on Toona ciliata M. Roem. PLANTS (BASEL, SWITZERLAND) 2023; 12:4163. [PMID: 38140490 PMCID: PMC10747235 DOI: 10.3390/plants12244163] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/03/2023] [Revised: 11/08/2023] [Accepted: 11/15/2023] [Indexed: 12/24/2023]
Abstract
This study aimed to evaluate the response of Toona ciliata seedlings to sublethal doses of glyphosate. The increasing use of glyphosate in agriculture concerns the scientific community, as the drift of this pollutant into aquatic systems or atmospheric currents can affect non-target species. Therefore, we need to understand how non-target species respond to small doses of this herbicide. T. ciliata seedlings (clone BV-1110) were exposed to sublethal doses of glyphosate (0, 9.6, 19.2, 38.4, 76.8 g ae ha-1). Anatomical, physiological, and photochemical analyses were performed 60 days after herbicide application, and growth assessments were carried out after 160 days of cultivation. We found that sublethal doses of glyphosate above 19.2 g ae ha-1 induced toxicity symptoms in Toona ciliata leaves. These symptoms were mild in some cases, such as chlorosis, but severe in other cases, such as tissue necrosis. We observed a positive relationship between increased plant height and photochemical yield with plant exposure to sub-doses 9.6 and 19.2 g ae ha-1. A sublethal dose of 38.4 g ae ha-1 improved the photosynthetic rate and carboxylation efficiency. Thus, we confirmed the hypothesis of a hormetic effect when T. ciliata was exposed to sub-doses of glyphosate equal to or lower than 38.4 g ae ha-1. However, the sublethal dose of 76.8 g ae ha-1 must be considered toxic, impacting photosynthetic activity and, consequently, the height of T. ciliata. The stem diameter of T. ciliata responded positively to increasing glyphosate doses. This occurs to compensate for the negative effect of glyphosate on water absorption. Further research will provide valuable information for harnessing the potential benefits of hormesis to improve the productivity of T. ciliata.
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Affiliation(s)
- Giselle Santos de Faria
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (G.S.d.F.); (L.C.); (A.J.); (S.T.F.d.F.); (I.O.F.S.)
| | - Leandro Carlos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (G.S.d.F.); (L.C.); (A.J.); (S.T.F.d.F.); (I.O.F.S.)
| | - Adriano Jakelaitis
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (G.S.d.F.); (L.C.); (A.J.); (S.T.F.d.F.); (I.O.F.S.)
| | - Samylla Tassia Ferreira de Freitas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (G.S.d.F.); (L.C.); (A.J.); (S.T.F.d.F.); (I.O.F.S.)
| | - Taíza Andressa Vicentini
- Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Conservação, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (T.A.V.); (S.C.V.F.); (L.L.L.); (F.S.F.)
| | - Igor Olacir Fernandes Silva
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (G.S.d.F.); (L.C.); (A.J.); (S.T.F.d.F.); (I.O.F.S.)
| | - Sebastião Carvalho Vasconcelos Filho
- Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Conservação, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (T.A.V.); (S.C.V.F.); (L.L.L.); (F.S.F.)
| | - Lucas Loram Lourenço
- Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Conservação, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (T.A.V.); (S.C.V.F.); (L.L.L.); (F.S.F.)
| | - Fernanda Santos Farnese
- Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Conservação, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (T.A.V.); (S.C.V.F.); (L.L.L.); (F.S.F.)
| | - Marco Aurélio Batista
- Programa de Pós-Graduação em Recursos Naturais do Cerrado, Universidade Estadual de Goiás, BR-153, Km 99, Qd. Área, Km 99, Campus Bairro São João, Anápolis 75132-903, GO, Brazil;
| | - Luciana Cristina Vitorino
- Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Conservação, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano, Campus Rio Verde), Rodovia Sul Goiana, Km 01, Zona Rural, Rio Verde 75901-970, GO, Brazil; (T.A.V.); (S.C.V.F.); (L.L.L.); (F.S.F.)
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