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Título: Diversidade genética de populações de Bidens pilosa e Tithonia diversifolia no Espírito Santo e respostas do metabolismo primário e secundário sob diferentes condições de fertilização e irrigação
Autor(es): Luz, Anny Carolyne da
Orientador: Batitucci, Maria do Carmo Pimentel
Data do documento: 22-Mar-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Bidens pilosa e Tithonia diversifolia são plantas da família Asteraceae com distribuição em regiões tropicais e subtropicais. São utilizadas para diversos fins terapêuticos: anti-inflamatória, anti-séptica, hepratoprotetoras, quimiopreventivas, entre outros. As plantas dessa família apresentam complexo sistema de defesa química, com metabólitos secundários derivados: compostos fenólicos, flavonoides, lactonas serquiterpênicas e poliacetilenos. Estes compostos têm sua produção e acúmulo modificados em resposta às variações ambientais, ontogenéticas e também hereditárias. Assim, é importante controlar e padronizar as etapas envolvidas na produção de fitofármacos, desde a seleção do material vegetal inicial, as condições de cultivo, manejo pós-colheita e métodos de extração dos compostos bioativos. Os objetivos deste estudo foram avaliar através de marcadores genéticos RAPD diferentes populações de B. pilosa e T. diversifolia. E, também, analisar como o manejo das condições de cultivo pode influenciar o crescimento, os parâmetros fotossintéticos, a produção de metabólitos secundários, a atividade antioxidante e citotóxica dessas plantas. B. pilosa é uma espécie com diversas características que garantem uma alta variabilidade genética, ainda assim apresentou baixos níveis de similaridade, indicando que o agrupamento encontrado não está apenas relacionado com a proximidade geográfica, mas, provavelmente, com a dispersão de sementes através de animais e a contaminação de espécies cultivadas com sementes de B. pilosa, o que facilitou o fluxo gênico. Por outro lado, para T. diversifolia foram encontrados altos níveis de diversidade genética, não positivamente correlacionado com a proximidade dos locais geográficos. Apesar de muitas vezes ser propagada através de estaquia, T. diversifolia se reproduz sexuadamente, com grande número de sementes e abundante variedade de insetos polinizadores, características que contribuem para uma maior variabilidade genética. Em relação ao manejo das condições de cultivo, de modo geral, as aplicações de adubo aumentaram a fotossíntese e a massa seca total nas duas espécies estudadas. Entretanto, as plantas que não receberam adubação, apresentaram os maiores teores de compostos fenólicos e maior atividade antioxidante, resultado relacionado à menor disponibilidade de nitrogênio. Esses resultados indicam que há aumento na produção de metabólitos secundários quando a fotossíntese líquida decresce, leva a uma regulação positiva do ácido chiquimico na via da pentose fosfato. As espécies não mostraram atividade citotóxica em linfócitos humanos, enquanto diminuíram a viabilidade celular em sarcoma 180. É importante padronizar as formas de manejo no cultivo de Asteraceae, a fim de alcançar altos níveis de compostos fenólicos e biomassa. Palavras-chave: RAPD Compostos fenólicos Atividade antioxidante Bidens pilosa Tithonia diversifolia fotossíntese HPLC MTT nutrição mineral déficit hídrico
Bidens pilosa L. and Tithonia diversifolia (Hemsley) A. Gray are plants of the Asteraceae family with distribution in tropical and subtropical regions. They are plants used for various therapeutic purposes, mainly anti-inflammatory, antiseptic, hepratoprotective and prevention of cancer. The plants of this family present a complex chemical defense system, with derived secondary metabolites: phenolic compounds, flavonoids, serquiterpene lactones and polyacetylenes. These compounds have their production and accumulation modified in response to environmental, ontogenetic and also hereditary variations. Thus, it is important to control and standardize all phases involved in the production of phytopharmaceuticals, from the selection of the initial plant material, the conditions of cultivation, post-harvest management and extraction methods of the bioactive compounds to final product. The objectives of this study were to evaluate using RAPD molecular markers, the genetic diversity of different populations of B. pilosa and T. diversifolia. Also analyze how the management of the growth conditions can influence the growth, the photosynthetic parameters, the production of secondary metabolites, the antioxidant and cytotoxic activity of these plants. B. pilosa presented low levels of similarity, indicating that the grouping found is not only related to the geographic proximity, but probably to the dispersion of seeds through of animals and the contamination of species cultivated with B. pilosa seeds, which facilitated the gene flow, enabling the population of distant sites to be grouped in a closer cluster due to their common origin. In the analyzes of T. diversifolia high levels of genetic diversity were found, not positively correlated with the proximity of geographic locations. Although it is often propagated by cuttings, T. diversifolia reproduces sexually, with a large number of seeds and presents an abundant variety of pollinators insects, characteristics that contribute to a greater variability genetic. Regarding the management of the cultivation conditions, in general, the fertilizer applications increased the photosynthesis and the total dry mass for the two species studied. However, the plants that did not receive fertilization had the highest levels of phenolic compounds and higher antioxidant activity, a result related to the lower availability of nitrogen to no fertilized plants. These results indicate that there is an increase in the production of secondary metabolites when liquid photosynthesis decreases, resulting from the positive regulation of the shikimic acid in the pentose phosphate pathway. The species did not show cytotoxic activity in human lymphocytes while decreasing cell viability in sarcoma 180. It is important to standardize the management practices in Asteraceae cultivation in order to achieve high levels of phenolic compounds and biomass, linking the increasing of biological activity efficiency with increased productivity.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10043
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