Produção de podofilotoxina em culturas de raízes in vitro de Hyptis suaveolens: abordagens fitotécnicas e analíticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sabato, Sâmia Torres Silva
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46411
Resumo: Podophyllotoxin (PTOX), a lignan with anticancer action, among other properties, may be present in the root of H.suaveolens. This study aimed to validate an analytical method to quantify PTOX on the roots of the species and optimize its in vitro production. The concentrations of growth regulators (AIB, ANA, 2,4-D), the composition of the basic culture medium (concentration of vitamins and myo-inositol), the quality of light, and natural ventilation were modified in this type of cultivation. The analytical validation presented the following results: selectivity (purity: 99%), suitability of the system (Rs = 2.92; N = 7064; K = 1.23; T = 1.31; DPR = 0.61% ), intraday precision (dpr = 2.43%), intermediary precision (dpr = 2.96%), linearity (y = 14.258,498x + 3019.954; R² = 0.997), accuracy (3-level recovery percentage: 90.47%, 98.03%, and 101.85%.), robustness (the method is not robust regarding the volume of chloroform recovered in the extraction and is robust regarding small changes in the chromatographic analysis method), and quantification (5.25 ng) and detection (0.5 ng) limits. Regarding in vitro root cultivation in liquid MS medium, the combination of 1 mg L-1 of IBA + 0.5 mg L-1 of ANA presented the highest value for root dry matter (248.76 mg) and PTOX, 179.97 μg g-1 of root and 0.73 μg ml-1 of culture medium. In the second experiment, the cultivation of roots in liquid MS medium, with half the standard amount of vitamins and myo-inositol from MS, showed good root dry matter (198.88 mg) and PTOX (6.01 μg g-1 of root). PTOX was not found in the culture medium in this essay. In the third experiment, adventitious roots formed on the leaves of H. suaveolens only in the absence of light and under red LED light. The root dry matter obtained in these treatments was statistically equal, 21.84 and 29.81mg, respectively. In the absence of light, there was a greater production of PTOX (10.72 μg g-1 of root). In the fourth experiment, light quality and natural ventilation, the treatment with no light and without membranes allowed greater root dry matter (84.02 mg) and PTOX (46,68 μg g-1). In the fifth experiment, regarding the induction of leaf roots in a semi-solid MS medium, 2.0 mg L-1 of ANA enabled the formation of greater root dry matter (45.53 mg). The treatment 1 mg L-1 of IBA enabled the highest production of PTOX (9.96 μg g-1 root). Regarding the induction of roots in nodal segments, the treatment with 0.5 mg L-1 of IBA enabled greater dry matter of adventitious roots (37.62 mg). PTOX was higher under treatments 1 and 2 mg L-1 of ANA (9.97 and 9.95 μg g-1 root). The cultivation of H.suaveolens roots in liquid MS medium with 1 mg L-1 of IBA + 0.5 mg L-1 of ANA in the absence of light was the most efficient among the analyzed systems to obtain PTOX.
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The analytical validation presented the following results: selectivity (purity: 99%), suitability of the system (Rs = 2.92; N = 7064; K = 1.23; T = 1.31; DPR = 0.61% ), intraday precision (dpr = 2.43%), intermediary precision (dpr = 2.96%), linearity (y = 14.258,498x + 3019.954; R² = 0.997), accuracy (3-level recovery percentage: 90.47%, 98.03%, and 101.85%.), robustness (the method is not robust regarding the volume of chloroform recovered in the extraction and is robust regarding small changes in the chromatographic analysis method), and quantification (5.25 ng) and detection (0.5 ng) limits. Regarding in vitro root cultivation in liquid MS medium, the combination of 1 mg L-1 of IBA + 0.5 mg L-1 of ANA presented the highest value for root dry matter (248.76 mg) and PTOX, 179.97 μg g-1 of root and 0.73 μg ml-1 of culture medium. In the second experiment, the cultivation of roots in liquid MS medium, with half the standard amount of vitamins and myo-inositol from MS, showed good root dry matter (198.88 mg) and PTOX (6.01 μg g-1 of root). PTOX was not found in the culture medium in this essay. In the third experiment, adventitious roots formed on the leaves of H. suaveolens only in the absence of light and under red LED light. The root dry matter obtained in these treatments was statistically equal, 21.84 and 29.81mg, respectively. In the absence of light, there was a greater production of PTOX (10.72 μg g-1 of root). In the fourth experiment, light quality and natural ventilation, the treatment with no light and without membranes allowed greater root dry matter (84.02 mg) and PTOX (46,68 μg g-1). In the fifth experiment, regarding the induction of leaf roots in a semi-solid MS medium, 2.0 mg L-1 of ANA enabled the formation of greater root dry matter (45.53 mg). The treatment 1 mg L-1 of IBA enabled the highest production of PTOX (9.96 μg g-1 root). Regarding the induction of roots in nodal segments, the treatment with 0.5 mg L-1 of IBA enabled greater dry matter of adventitious roots (37.62 mg). PTOX was higher under treatments 1 and 2 mg L-1 of ANA (9.97 and 9.95 μg g-1 root). The cultivation of H.suaveolens roots in liquid MS medium with 1 mg L-1 of IBA + 0.5 mg L-1 of ANA in the absence of light was the most efficient among the analyzed systems to obtain PTOX.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Podofilotoxina (PTOX), lignana com ação anticâncer, dentre outras propriedades, pode estar presente na raiz de H.suaveolens. Objetivou-se validar um método analítico para a sua quantificação nas raízes da espécie e buscar a otimização da sua produção in vitro. Sob este tipo de cultivo, modificaram-se concentrações de reguladores de crescimento (AIB, ANA, 2,4-D), composição do meio básico de cultura (concentração de vitaminas e mio-inositol), qualidade de luz e ventilação natural. Na validação analítica, foram obtidos os seguintes resultados: seletividade (pureza: 99%), adequabilidade do sistema (Rs = 2,92; N=7064; K=1,23;T=1,31; DPR = 0,61%), precisão intradia (dpr = 2,43 %), precisão interdia (dpr = 2,96%), linearidade (y=14.258,498x+ 3019,954; R²=0,997), exatidão (porcentagem de recuperação em 3 níveis: 90,47%,98,03% e 101,85%.), robustez (o método não é robusto em relação ao volume de clorofórmio recuperado na extração e é robusto em relação a pequenas modificações no método de análise cromatográfica) e limites de quantificação (5,25 ng) e detecção (0,5 ng). Em relação ao cultivo de raízes in vitro em meio MS líquido, a combinação de 1 mg L-1 de AIB + 0,5 mg L-1 de ANA apresentou a maior matéria seca de raiz (248,76 mg) e PTOX, foi encontrado 179,97 μg g-1 de raiz e 0,73 μg mL-1 de meio de cultura. No segundo experimento, o cultivo de raízes em meio MS líquido com a metade da quantidade padrão de vitaminas e mio-inositol do MS apresentou boa matéria seca de raiz (198,88 mg) e PTOX (6,01 μg g-1 de raiz). Nesse ensaio, não foi encontrada PTOX no meio de cultura. No terceiro experimento, foi verificado que apenas na ausência de luz e sob luz LED vermelha ocorreu formação de raízes adventícias nas folhas de H. suaveolens. As matérias secas de raízes obtidas nesses tratamentos foram estatisticamente iguais, ou seja, 21,84 e 29,81mg, respectivamente. Sob ausência de luz, ocorreu maior produção de PTOX (10,72 μg g-1 de raiz). No quarto experimento, de qualidade de luz e ventilação natural, o tratamento ausência de luz sem membranas possibilitou maior matéria seca de raiz (84,02 mg) e PTOX (46,68 μg g-1). No quinto experimento, referente à indução de raízes em folhas em meio MS semissólido, 2,0 mg L-1 de ANA possibilitou a formação de maior matéria seca de raízes (45,53 mg). O tratamento 1 mg L-1 de AIB possibilitou a maior produção de PTOX (9,96 μg g-1 raiz). Em relação à indução de raízes em segmentos nodais, o tratamento 0,5 mg L-1 de AIB possibilitou maior matéria seca de raízes adventícias (37,62 mg). A PTOX foi maior sob os tratamentos 1 e 2 mg L-1 de ANA (9,97 e 9,95 μg g-1 raiz). Concluiu-se que, dentre os sistemas analisados, para a obtenção de PTOX, o cultivo de raízes de H.suaveolens em meio MS líquido com 1 mg L-1 de AIB + 0,5 mg L-1 de ANA na ausência de luz foi o mais eficiente.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-graduação em Agronomia/FitotecniaUFLAbrasilDepartamento de AgriculturaPinto, José Eduardo Brasil PereiraBertolucci, Suzan Kelly VilelaCastro, Ana Hortência FonsecaLameira, Osmar AlvesBertolucci, Suzan Kelly VilelaBotrel, Priscila PereiraSabato, Sâmia Torres Silva2021-05-28T17:09:12Z2021-05-28T17:09:12Z2021-05-282020-12-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSABATO, S. T. S. Produção de podofilotoxina em culturas de raízes in vitro de Hyptis suaveolens: abordagens fitotécnicas e analíticas. 2020. 134 p. Tese (Doutorado em Agronomia/Fitotecnia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46411porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-05-11T13:29:00Zoai:localhost:1/46411Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-05-11T13:29Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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description Podophyllotoxin (PTOX), a lignan with anticancer action, among other properties, may be present in the root of H.suaveolens. This study aimed to validate an analytical method to quantify PTOX on the roots of the species and optimize its in vitro production. The concentrations of growth regulators (AIB, ANA, 2,4-D), the composition of the basic culture medium (concentration of vitamins and myo-inositol), the quality of light, and natural ventilation were modified in this type of cultivation. The analytical validation presented the following results: selectivity (purity: 99%), suitability of the system (Rs = 2.92; N = 7064; K = 1.23; T = 1.31; DPR = 0.61% ), intraday precision (dpr = 2.43%), intermediary precision (dpr = 2.96%), linearity (y = 14.258,498x + 3019.954; R² = 0.997), accuracy (3-level recovery percentage: 90.47%, 98.03%, and 101.85%.), robustness (the method is not robust regarding the volume of chloroform recovered in the extraction and is robust regarding small changes in the chromatographic analysis method), and quantification (5.25 ng) and detection (0.5 ng) limits. Regarding in vitro root cultivation in liquid MS medium, the combination of 1 mg L-1 of IBA + 0.5 mg L-1 of ANA presented the highest value for root dry matter (248.76 mg) and PTOX, 179.97 μg g-1 of root and 0.73 μg ml-1 of culture medium. In the second experiment, the cultivation of roots in liquid MS medium, with half the standard amount of vitamins and myo-inositol from MS, showed good root dry matter (198.88 mg) and PTOX (6.01 μg g-1 of root). PTOX was not found in the culture medium in this essay. In the third experiment, adventitious roots formed on the leaves of H. suaveolens only in the absence of light and under red LED light. The root dry matter obtained in these treatments was statistically equal, 21.84 and 29.81mg, respectively. In the absence of light, there was a greater production of PTOX (10.72 μg g-1 of root). In the fourth experiment, light quality and natural ventilation, the treatment with no light and without membranes allowed greater root dry matter (84.02 mg) and PTOX (46,68 μg g-1). In the fifth experiment, regarding the induction of leaf roots in a semi-solid MS medium, 2.0 mg L-1 of ANA enabled the formation of greater root dry matter (45.53 mg). The treatment 1 mg L-1 of IBA enabled the highest production of PTOX (9.96 μg g-1 root). Regarding the induction of roots in nodal segments, the treatment with 0.5 mg L-1 of IBA enabled greater dry matter of adventitious roots (37.62 mg). PTOX was higher under treatments 1 and 2 mg L-1 of ANA (9.97 and 9.95 μg g-1 root). The cultivation of H.suaveolens roots in liquid MS medium with 1 mg L-1 of IBA + 0.5 mg L-1 of ANA in the absence of light was the most efficient among the analyzed systems to obtain PTOX.
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