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https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/40759| Título: | Iridoide de raízes de plantas jovens, estabelecimento e indução in vitro de culturas de Duroia macrophylla Huber e análises quimiométricas |
| Autor: | Zanca, Sabrina Schumacker |
| Orientador: | Nunez, Cecilia Veronica |
| Palavras-chave: | Fitoquímica cultura de tecidos in vitro Duroia macrophylla |
| Data do documento: | 31-Jan-2020 |
| Programa: | Botânica |
| Abstract: | Since the culture of plant tissues is a technique that can generate the production of substances in vitro, the present work was carried out aiming to induce the production of metabolites of the amazonian species Duroia macrophylla Huber (Rubiaceae) from tissue cultures in vitro, in addition to phytochemical analysis of the plant in natura and in vitro. To this end, the objectives of this work were carried out in three stages: chemical fractionation of the methanol extract from young plant roots; germination of seeds and establishment of seedlings in vitro, chemical bioprospecting and chemometry of seed extracts, testa, seedlings germinated in vitro and in natura; and induction of the production of secondary metabolites in suspension and callus root cultures in solid and suspended media and chemical bioprospecting and chemometry of their extracts. In the phytochemical study of the young plants roots grown in natura, the ethyl acetate phase of the methanolic extract was fractionated, making it possible to isolate the monotropein methyl ester iridoid, unprecedented for the genus and species. For seedling in vitro establishment different tests of disinfestation and seed germination were performed, where the disinfestation of seeds was easily obtained by immersing for a few minutes in the ethanol and sodium hypochlorite reagents, establishing 95% of aseptic seeds. These can be considered an efficient starting material for the establishment in vitro of the species, with high germination percentage and healthy seedlings (above 87%), using supplementation of culture medium with 5 mg.L-1 of gibberellic acid. Methanolic extraction of seeds, seedlings grown in vitro and young plants cultivated in vivo were carried out, where it was possible to observe that all the extracts analyzed, except the testa seeds, have iridoids. In addition, a multivariate analysis was performed from the extracts obtained, which showed a significant difference between the stems and leaves of young plants cultivated in vivo, compared to the other extracts, showing greater intensity in the signs related to the presence of iridoids in these extracts. For the induction tests of secondary metabolites production, calli were established in solid medium and calli and roots in suspension, where they were induced with the methyl jasmonate (MeJa) and salicylic acid (AS) elicitors and the tryptophan chemical precursor. In the callus cultured in solid medium the best composition of the culture medium and culture environment for the friable callus formation was the Murashige and Skoog medium with 50% reduction of nitrogen source, added with 2 mg.L-1 of kinetin and 4 mg.L-1 of α-naphthaleneacetic acid, grown in the dark. In suspended root culture, the concentration of 1 mg.L-1 of índole-3-butyric acid showed higher root growth in suspension culture. D. macrophylla calli grown in solid and suspended media did not produce alkaloids and iridoids, even with the use of elicitors and precursors tested. From chemical and chemometric analyzes, it was possible to observe that in calli grown in solid medium the elicitor AS seems to have caused a higher level of stress to callus tissues, changing the relative concentration of metabolites. In callus cultivated in suspension there was an induction of increased production of phenolic substances by MeJa, and in roots cultivated in suspension it was observed the production of iridoids, regardless of the use of elicitors / precursor, but not alkaloids. The presence of monotropein methyl ester iridoid was observed in all extracts analyzed in this work, with the exception of seed and callus cultived in vitro, indicating the potential for the production of substances of the species in vitro. |
| Resumo: | Uma vez que a cultura de tecidos vegetais é uma técnica que pode gerar a produção de substâncias in vitro, o presente trabalho foi realizado visando induzir a produção de metabólitos da espécie amazônica Duroia macrophylla Huber (Rubiaceae) a partir de culturas de tecidos in vitro, além de análises fitoquímicas da planta in natura e in vitro. Para tal, os objetivos deste trabalho foram executados em três etapas: fracionamento químico do extrato metanólico de raízes de plantas jovens; germinação de sementes e estabelecimento de plântulas in vitro, bioprospecção química e quimiometria dos extratos de sementes, testas, plântulas germinadas in vitro e in natura; e indução da produção de metabólitos secundários em culturas de raízes em suspensão e de calos em meios sólidos e em suspensão e bioprospecção química e quimiometria dos seus extratos. No estudo fitoquímico das raízes das plantas jovens cultivadas em viveiro a fase acetato de etila do extrato metanólico foi fracionada, sendo possível isolar o iridoide éster metílico de monotropeína, inédito para o gênero e a espécie. No estabelecimento de plântulas in vitro foram realizados diferentes testes de desinfestação e germinação de sementes, onde a desinfestação de sementes foi obtida com a imersão por alguns minutos nos reagentes etanol e hipoclorito de sódio, estabelecendo 95% de sementes assépticas in vitro e alta porcentagem de germinação e plântulas sadias (acima de 87%), utilizando-se a suplementação do meio de cultura com 5 mg.L-1 de ácido giberélico. Foram realizadas extrações metanólicas das sementes, plântulas cultivadas in vitro e plantas jovens cultivadas in vivo, onde foi possível observar que todos os extratos analisados, com exceção das testas de sementes, produzem iridoides. Além disso, foi realizadas análises multivariadas a partir dos extratos obtidos, que apresentaram diferenças significativas entre os caules e folhas de plantas jovens cultivadas in vivo quando comparados aos demais extratos, evidenciando maior intensidade nos sinais relativos à presença de iridoides nestes extratos. Para os testes de indução da produção de metabólitos secundários, calos foram estabelecidos em meio sólido e calos e raízes em suspensão, onde foram induzidos com os elicitores metil jasmonato (MeJa) e ácido salicílico (AS) e o precursor químico triptofano. No cultivo de calos em meio sólido in vitro, a melhor composição do meio de cultura e ambiente de cultivo para a formação de calos friáveis foi o meio Murashige e Skoog com redução de 50% da fonte de nitrogênio, adicionado com 2 mg.L-1 de citocina e 4 mg.L-1 de ácido naftaleno acético, cultivados no escuro. No cultivo de raízes em suspensão in vitro a concentração de 1 mg.L-1 de ácido indolbutírico apresentou maior crescimento das raízes em cultivo de suspensão. Os calos cultivados em meios sólidos e em suspensão não produziram alcaloides e iridoides, nem mesmo com o uso dos elicitores e os precursores testados. A partir das análises químicas e quimiométricas, foi possível observar que nos calos cultivados em meio sólido o elicitor AS proporcionou um maior nível de estresse nos tecidos de calo, alterando a concentração relativa dos metabólitos. Em calos cultivados em suspensão houve a indução do aumento da produção de substâncias fenólicas pelo elicitor MeJa, e nas raízes cultivadas em suspensão foi observada a produção de iridoides, independente do uso de elicitores ou do precursor, porém não de alcaloides. Foi observada a presença do iridoide éster metílico de monotropeína em todos os extratos analisados neste trabalho, com exceção das testas das sementes e dos calos cultivados in vitro, indicando a potencialidade da produção de subtâncias da espécie in vitro. |
| Aparece nas coleções: | Doutorado - BOT |
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