Efecto fitotóxico de fluoroquinolonas sobre semillas del género Poaceae

Abstract

Las fluoroquinolonas (FQs) constituyen un grupo de antibióticos ampliamente utilizados para el tratamiento de enfermedades en animales. Como consecuencia de ello, su presencia en los efluentes constituye un tema en auge debido a su impacto ambiental. Muchas de estas FQ no se metabolizan completamente, por tanto, se excretan a través de las heces, la orina y la leche. En efecto, tanto las moléculas madre como sus metabolitos pueden estar presentes en el estiércol y la orina, llegando así a los suelos y las aguas, representando un potencial riesgo para las cuencas acuíferas. Estos compuestos, pueden provocar alteraciones ambientales y/o bioacumulación en distintos niveles de la cadena trófica, debido a la elevada estabilidad de algunas moléculas en el tiempo. Por ello, el objetivo de este proyecto es evaluar el efecto fitotóxico de seis fluoroquinlonas sobre el crecimiento de diferentes especies del género Poaceae. De este modo, se identificarán los biomarcadores de estas especies de semillas que presenten mayor sensibilidad a las FQs, a fin de ampliar el conocimiento sobre el impacto ambiental de estos compuestos.En una primera etapa, se evaluará el efecto fitotóxico de las seis FQs (en escala logarítmica) sobre la germinación y longitud radicular de diferentes variedades de gramíneas (maíz, trigo, avena, raigrás, sorgo, centeno) para seleccionar aquellas variedades más sensibles a las FQs. Luego, se determinarán las concentraciones efectivas (EC50) de las seis FQs para las principales variables morfológicas y bioquímicas (clorofila, actividad antioxidante). Posteriormente se calcularán los cocientes de riesgos (RQ) haciendo uso de las EC50 y las concentraciones determinadas en diferentes fuentes acuíferas (MEC). Por último, para una aproximación más cercana a las condiciones de campo, se implementará un procedimiento análisis toxicológico en formato de macetas, bajo condiciones controladas de luz y temperatura. Esto permitirá un análisis detallado de diversos indicadores de crecimiento (altura planta, cantidad hojas y número de brotes) y variables bioquímicas (concentración de clorofila, especies reactivas de oxígeno, capacidad antioxidante)De esta forma, se espera que los resultados del proyecto contribuyan significativamente al conocimiento de los efectos fitotóxicos de las FQs en semillas del género Poaceae, proporcionando información relevante para la gestión y mitigación de su impacto ambiental.

Fluoroquinolones (FQs) constitute a group of antibiotics widely used for treating animal diseases. Consequently, their presence in effluents has become a growing concern due to their environmental impact. Many of these FQs are not fully metabolized; therefore, they are excreted through feces, urine, and milk. Indeed, both parent molecules and their metabolites can be found in manure and urine, thus reaching soils and waters, posing a potential risk to aquatic basins. These compounds can cause environmental alterations and/or bioaccumulation at different trophic levels due to the high stability of some molecules over time. Therefore, the objective of this project is to evaluate the phytotoxic effect of six fluoroquinolones on the growth of different species of genus Poaceae. In this way, the biomarkers of these seed species that present greater sensitivity to FQs will be identified, in order to expand knowledge about the environmental impact of these compounds. In a first stage, the phytotoxic effect of the six FQs (on a logarithmic scale) on the germination and root length of various grass varieties (corn, wheat, oats, ryegrass, sorghum, rye) will be evaluated to select the most sensitive varieties to FQs. Subsequently, effective concentrations (EC50) of the six FQs for key morphological and biochemical variables (chlorophyll, antioxidant activity) will be determined. Risk quotients (RQ) will then be calculated using EC50 and concentrations determined in different water sources (MEC). Finally, to approach field conditions more closely, a toxicological analysis procedure will be implemented in pot format under controlled light and temperature conditions. This will allow a detailed analysis of various growth indicators (plant height, leaf quantity, and number of shoots) and biochemical variables (chlorophyll concentration, reactive oxygen species, antioxidant capacity). Thus, it is expected that the project results will significantly contribute to understanding the phytotoxic effects of FQs on on seeds of the Poaceae genus, providing relevant information for managing and mitigating their environmental impact.