Cultivo de microalga Desmodesmus subspicatus visando a atividade bioestimulante vegetal

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Amanda Cristina de
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/69679
Resumo: Orientador : Prof. Dr. Miguel Daniel Noseda
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spelling Oliveira, Amanda Cristina deDuarte, Maria Eugênia Rabello, 1955-Rodrigues, Jenifer MotaUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e BiotecnologiaNoseda, Miguel Daniel, 1962-2021-03-05T23:00:59Z2021-03-05T23:00:59Z2017https://hdl.handle.net/1884/69679Orientador : Prof. Dr. Miguel Daniel NosedaCoorientadoras: Profa. Dra. M. Eugênia Duarte Noseda, Dra. Jenifer Mota RodriguesTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Defesa : Curitiba, 31/10/2017Inclui referências : p. 145-173Área de concentração :Resumo : Considerando as microalgas como fonte de moléculas bioativas de interesse comercial, o presente trabalho objetivou avaliar o potencial bioestimulante vegetal da microalga Desmodesmus subspicatus quando cultivada sob condições autotróficas, heterotróficas e mixotróficas. Os cultivos autotróficos foram realizados em três diferentes meios, WC, CHU e BG11, com temperatura controlada em 23 ± 2ºC, fotoperíodo 12:12, aeração constante, por um período de 12 dias. Para os cultivos heterotróficos e mixotróficos foi escolhido o meio CHU, com adição de glucose comercial nas concentrações de 1,5 e 10 g L-1, com temperatura controlada em 23 ± 2ºC, e aeração constante, por um período de 9 dias. Após, os cultivos foram submetidos a centrifugação e liofilização para obtenção da biomassa seca. A biomassa de cada cultivo foi submetida a extração aquosa (10%, 1 h) sob agitação mecânica em temperatura ambiente. O extrato aquoso obtido foi então dialisado (cut-off 1 kDa), gerando a fração E (eluída) e R (retida). As frações E, derivadas dos cultivos autotróficos foram ainda fracionadas em cromatografia de exclusão (Bio-Gel P-2), gerando 5 novas subfrações. As biomassas secas, extratos aquosos e frações E obtidas foram submetidas a análises químicas, cromatográficas, espectroscópicas e termogravimétricas. Adicionalmente, as frações EWC, ECHU e EBG foram avaliadas quanto a sua capacidade bioestimulante vegetal, em sementes de tomate (Solanum lycopersicum), e raízes de milho (Zea mays L.) nas concentrações de 0,1 - 2,0 g/L, tendo produto comercial e água ultrapura como controle positivo e negativo, respectivamente. Nos cultivos autotróficos foi possível alcançar a máxima produção em biomassa com o meio BG11 (0,65 g L-1). Para cultivos heterotrófico e mixotrófico as maiores produções foram obtidas com adição de 10 g L-1 de glucose nos meios, atingindo valores de biomassa de 3,1 e 1,9 g L-1, respectivamente. Análises cromatográficas por UHPLC-MS das frações "E" e subfrações, provenientes dos cultivos autotróficos, heterotróficos e mixotróficos permitiram a identificação de zeatina em todas as frações, e traços AIA em algumas delas. Análises de RMN das frações, EWC, ECHU, EBG e suas subfrações, e também das frações H1, H5, H10, M1, M5 E M10 permitiram a identificação de glicosídeos, oligossacarídeos, monossacarídeos. Para a atividade bioestimulante vegetal, as sementes de tomate tratadas com a fração ECHU, na concentração 1,0 g L-1 apresentaram maior resposta em relação ao comprimento dos hipocótilos, mostrando-se diferente significativamente dos controles e todos os demais tratamentos analisados. Quando avaliados em relação ao volume dos hipocótilos os tratamentos realizacdos com as frações ECHU (1,0 e 2,0 g L-1), apresentaram atividades similares ao controle positivo. Quando avaliado o efeito no comprimento das raízes de milho, a fração EFBR CHU (2,0 g L-1) apresentou maior atividade em relação aos controles positivos. Sugere-se que os efeitos positivos dos extratos de D. subspicatus observados sobre o comprimento e volume dos hipocótilos de tomate, e raízes de milho estão correlacionados com a presença de zeatina e AIA identificados em todas as frações analisadas. Todos os resultados em conjunto demonstram o potencial econômico e biotecnológico dos extratos de D. subspicatus, sendo uma fonte promissora para produção de produtos bioestimulantes. Palavras chaves: Desmodesmus subspicatus, atividade bioestimulante, fitormônios.Abstract : Since microalgae are a source of bioactive molecules of commercial interest, the present study aimed to evaluate the plant biostimulant potential of microalgae Desmodesmus subspicatus when cultivated under autotrophic, heterotrophic and mixotrophic conditions. The autotrophic cultures were performed in three different media: WC, CHU and BG11, with temperature controlled at 23 ± 2ºC, photoperiod 12:12, constant aeration, for a period of 12 days. For the heterotrophic and mixotrophic cultures the CHU medium was chosen, with commercial glucose addition at concentrations of 1,5 and 10 g L-1, temperature controlled at 23 ± 2ºC, and constant aeration, for a period of 9 days. After, the cultures were centrifugated and lyophilizated to obtain the dry biomass. The biomass of each culture was submitted to aqueous extraction (10%, 1 h) under mechanical agitation, at room temperature. The obtained aqueous extract was then dialyzed (cut-off 1 kDa), generating E (eluted) and R (retained) fractions. The E fractions, derived from the autotrophic cultures, were further fractionated by exclusion chromatography (Bio-Gel P-2), yielding 5 new fractions. The dried biomass, aqueous extracts and E fractions obtained were submitted to chemical, chromatographic, spectroscopic and thermogravimetric analyzes. In addition, the EWC, ECHU and EBG fractions were evaluated for their biostimulating capacity in tomato seeds (Solanum lycopersicum). at concentrations of 0.1 - 2.0 g L-1; using a commercial product and purified water as positive and negative controls, respectively. In the autotrophic cultures, the maximum biomass productivity was reached with BG11 medium (0.65 g L-1). For heterotrophic and mixotrophic cultures the highest yields were obtained with addition of 10 g L-1 of glucose in the medium, reaching biomass values of 3.1 and 1.9 g L-1, respectively. Chromatographic analyzes by UHPLC-MS of the E fractions and subfractions, from autotrophic, heterotrophic and mixotrophic cultures, allowed the identification of zeatin in all fractions, and traces of indole acetic acid in some of them. The NMR analyzes of fractions EWC, ECHU, EBG, and their subfractions, allowed the identification of glycosides, oligosaccharides and monosaccharides. For the biostimulant activity, the tomato seeds treated with the ECHU fraction, in the 1.0 g L-1 concentration, presented a better result in relation to the length of the hypocotyls, being significantly different from the controls and all the other treatments analyzed. When evaluated in relation to the volume of the hypocotyls, the treatments performed with the ECHU fractions, at concentrations 1.0 and 2.0 g L-1, resulted in similar results to the positive control. When the effect on maize root length was evaluated, the fraction EFBR CHU (2.0 g L-1) presented higher activity than the positive controls. It is suggested that the positive effects of the D. subspicatus extracts, observed on the length and volume of tomato hypocotyls, are correlated with the presence of zeatin and indole acetic acid, identified in all the analyzed fractions. All the results together demonstrate the economic and biotechnological potential of the extracts of D. subspicatus, being a promising source for the production of biostimulant products. Keywords: Desmodesmus subspicatus; biostimulant activity; phytohormones.177 p. : il. (algumas color.), tabs.application/pdfAlgaHormonios vegetaisMicroalgaTesesTecnologia QuímicaCultivo de microalga Desmodesmus subspicatus visando a atividade bioestimulante vegetalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - AMANDA CRISTINA DE OLIVEIRA.pdfapplication/pdf21022413https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/69679/1/R%20-%20T%20-%20AMANDA%20CRISTINA%20DE%20OLIVEIRA.pdf2478680a1083ba2c183bea25c7e9c137MD51open access1884/696792021-03-05 20:00:59.257open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/69679Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082021-03-05T23:00:59Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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