Calogênese in vitro como alternativa na produção de metabólitos secundários e comparação metabólica entre calos e plantas de Artemisia annua
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18320 |
Resumo: | Among the applications of in vitro culture technique of medicinal plants are the use of clonal plantlets from previously selected superior genotypes, the production of metabolites in controlled environment and genetic transformation aiming at the production of specific tissues and metabolites. The in vitro production of secondary metabolites has the advantage of a controlled environment, free of pests and pathogens, in addition to allowing the production of metabolic profile different from those produced in cultivated plants. The present work aimed to establish a protocol for in vitro calli induction and proliferation of the medicinal plant Artemisia annua and to compare the metabolic profile of calli with in vitro plantlets and plants grown in a greenhouse. In addition, the effects of wavelengths of the visible light spectrum (dark, white, blue, red, blue and red) on the production of secondary metabolites were evaluated. The presence of phytoregulators Benzylaminopurine (BAP) and Naphthalene Acetic Acid (NAA) at 1.0 mg L-1 each, promoted the induction and proliferation of calli, with an increase in diameter and fresh weight. SPME GC-MS analyzes showed differences in the metabolic profile produced in different cultivation systems of A. annua and wavelengths used in calli cultivation. White light (cold and fluorescent) and red light (LEDs) resulted in a greater diversity of metabolites produced in calli, with six metabolites found exclusively in calli cultivated under red light, demonstrating specificity of calli response. 27 metabolites were identified exclusively in the calli of A. annua and four of them were reported for the first time in the species: menthyl acetate, geranyl acetate, 4-methoxy benzaldehyde and alpha-santalene. The results demonstrate the potential of in vitro culture of A. annua calli in the production of metabolites different from those obtained in different tissues, such as in vitro plantlets and plants grown in greenhouse. |
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Iiyama, Carla MidoriCardoso, Jean Carloshttp://lattes.cnpq.br/3681181863704059Sartoratto, Adilsonhttp://lattes.cnpq.br/2938768700584296http://lattes.cnpq.br/7541763813792395https://orcid.org/0000-0001-5040-4116https://orcid.org/0000-0001-6578-1723https://orcid.org/0000-0002-1763-3715d3a97413-8e69-4629-ad87-ec9bc819f51a2023-07-26T15:11:30Z2023-07-26T15:11:30Z2023-03-30IIYAMA, Carla Midori. Calogênese in vitro como alternativa na produção de metabólitos secundários e comparação metabólica entre calos e plantas de Artemisia annua. 2023. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal e Bioprocessos Associados) – Universidade Federal de São Carlos, Araras, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18320.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18320Among the applications of in vitro culture technique of medicinal plants are the use of clonal plantlets from previously selected superior genotypes, the production of metabolites in controlled environment and genetic transformation aiming at the production of specific tissues and metabolites. The in vitro production of secondary metabolites has the advantage of a controlled environment, free of pests and pathogens, in addition to allowing the production of metabolic profile different from those produced in cultivated plants. The present work aimed to establish a protocol for in vitro calli induction and proliferation of the medicinal plant Artemisia annua and to compare the metabolic profile of calli with in vitro plantlets and plants grown in a greenhouse. In addition, the effects of wavelengths of the visible light spectrum (dark, white, blue, red, blue and red) on the production of secondary metabolites were evaluated. The presence of phytoregulators Benzylaminopurine (BAP) and Naphthalene Acetic Acid (NAA) at 1.0 mg L-1 each, promoted the induction and proliferation of calli, with an increase in diameter and fresh weight. SPME GC-MS analyzes showed differences in the metabolic profile produced in different cultivation systems of A. annua and wavelengths used in calli cultivation. White light (cold and fluorescent) and red light (LEDs) resulted in a greater diversity of metabolites produced in calli, with six metabolites found exclusively in calli cultivated under red light, demonstrating specificity of calli response. 27 metabolites were identified exclusively in the calli of A. annua and four of them were reported for the first time in the species: menthyl acetate, geranyl acetate, 4-methoxy benzaldehyde and alpha-santalene. The results demonstrate the potential of in vitro culture of A. annua calli in the production of metabolites different from those obtained in different tissues, such as in vitro plantlets and plants grown in greenhouse.Dentre as aplicações de técnicas de cultivo in vitro de plantas medicinais estão o uso de mudas clonais a partir de genótipos superiores, a produção de metabólitos em ambiente controlado e a transformação genética visando a produção de tecidos e metabólitos específicos. A produção de metabólitos secundários in vitro tem como vantagens o ambiente controlado, isento de pragas e patógenos, além de permitir a produção de perfil de metabólitos diferentes daqueles produzidos em plantas cultivadas. O presente trabalho teve como objetivos estabelecer um protocolo de indução e proliferação de calos in vitro de Artemisia annua e comparar o perfil de metabólitos secundários de calos, com plântulas in vitro e plantas cultivadas em casa de vegetação. Além disso, foram avaliados os efeitos de comprimentos de onda do espectro visível de luz (escuro, branca, azul, vermelha, azul e vermelha) na produção de metabólitos secundários. A presença de fitorreguladores Benzilaminopurina (BAP) e Ácido Naftaleno Acético (ANA) a 1,0 mg L-1 cada, promoveu a indução e proliferação dos calos, com aumento de diâmetro e massa fresca. As análises de SPME GC-MS demonstraram diferenças no perfil dos metabólitos produzidos nos diferentes sistemas de cultivo de A. annua e comprimentos de onda utilizados no cultivo dos calos. As fontes de luz branca (fria e fluorescente) e a luz vermelha (LEDs) resultaram em maior diversidade de metabólitos produzidos nos calos, sendo que seis metabólitos foram identificados exclusivamente nos calos cultivados sob luz vermelha, demonstrando especificidade de resposta dos calos. Ao total, 27 metabólitos foram identificados exclusivamente nos calos de A. annua e quatro delas foram relatadas pela primeira vez na espécie: acetato de mentila, acetato de geranila, 4-metoxi benzaldeído e alfa-santaleno. Os resultados demonstram o potencial do cultivo in vitro de calos de A. annua na produção de metabólitos diferentes daqueles obtidos em tecidos diferenciados, como as plântulas in vitro e plantas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus ArarasPrograma de Pós-Graduação em Produção Vegetal e Bioprocessos Associados - PPGPVBA-ArUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessArtemisia annuaPlanta medicinalMedicinal plantCalogêneseCallogenesisMicropropagaçãoMicropropagationMetabólitos secundáriosSecondary metabolitesCIENCIAS AGRARIASCalogênese in vitro como alternativa na produção de metabólitos secundários e comparação metabólica entre calos e plantas de Artemisia annuaIn vitro callogenesis as an alternative in the production of secondary metabolites and metabolic comparison between callus and plants of Artemisia annuainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600e64ffefd-6697-4558-a628-b0f1c6183dabreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação_Carla Midori Iiyama_2023.pdfDissertação_Carla Midori Iiyama_2023.pdfDissertaçãoapplication/pdf2438730https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18320/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Carla%20Midori%20Iiyama_2023.pdff81001411561478f5f9170c84ae78418MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18320/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52TEXTDissertação_Carla Midori Iiyama_2023.pdf.txtDissertação_Carla Midori Iiyama_2023.pdf.txtExtracted texttext/plain105239https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18320/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Carla%20Midori%20Iiyama_2023.pdf.txt93fcfbf9f5a3b4c9ad2bf3c56e83be64MD53ufscar/183202024-05-14 18:26:41.4oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/18320Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222024-05-14T18:26:41Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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