Metabolismo e expressão gênica de Ocimum basilicum L. sob diferentes condições de cultivo com nitrogênio e avaliação da produção, qualidade e atividade biológica do óleo essencial

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barreto, Silvana Constantino Rocha
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ
Texto Completo: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/10184
Resumo: O objetivo desta tese foi avaliar a influencia do fornecimento diferencial de nitrogênio sobre o metabolismo, o rendimento e a qualidade do óleo essencial de Ocimum basilicum (manjericão). Foram conduzido dois experimentos em casa de vegetação, sendo o primeiro com a variedade Sweet Italian Large Leaf submetida a doses contrastantes de N-Nitrato (50 e 300 Kg de N.ha-1). No segundo as variedades Sweet Italian Large Leaf e Maria Bonita foram cultivadas com as doses de 50 ou 100 Kg N. ha-1, em três fontes (nitrato, nitrato de amônio e amônio). As análises feitas após as coletas das plantas foram: atividade da nitrato redutase, N-Nitrato, N-amônio, N-amino, N-total e açúcares solúveis. O óleo essencial foi extraído por arraste de vapor de água e o perfil do óleo dessas variedades foi caracterizado por cromatografia gasosa acoplada a espectro de massa (CG-MS) e com detector de ionização por chama (CG-FID) e RMN 1H. Após a caracterização do óleo essencial foram realizados testes para avaliar a atividade alelopática e a atividade antifúngica sobre os fungos Rhizoctonia Solani, Fusarium oxysporum, Geothricum spp, Candida albicans, C. guilliermondii, C. parapsilosis, C. tropicalis, C. krusei. O efeito do óleo na morfologia dos fungos foi realizado através de microscopia eletrônica de varredura. Foi avaliada a expressão gênica por qPCR em tempo real das enzimas 3-hidroxi 3-metil glutaril CoA redutase, 1-Deoxi-D-xilulose 5-fosfato sintase, linalol sintase, fenilalanina amonia-liase e eugenol sintase envolvidas na biossíntese de óleo essencial. E Análises anatômicas avaliaram os tricomas secretores. O fornecimento de 50 Kg N-nitrato.ha-1 promoveu maior rendimento de óleo essencial (1,14%) na variedade Sweet Italian Large Leaf e maior concentração de linalol (28,04%). O teor de açúcares pode ser uma estratégia para garantir a disponibilidade de assimilados para as vias mevalonato, metil eritrol fosfato e chiquimato para produzir metabólitos secundários. Nos ensaios alelopáticos a concentração de 15 mg.mL-1 de óleo essencial inibiu a germinação das sementes de alface. O óleo essencial de manjericão demonstrou ação fúngistática e de acordo com as observações ultraestruturais é possível que seu mecanismo de ação seja por interação com os componentes da membrana celular dos fungos. O fornecimento de 100 Kg.ha-1 de nitrato de amônio promoveu maior rendimento de óleo essencial (1,46%) e teor de linalol (69,25%) na cv Maria Bonita, e a variedade Sweet Italian Large Leaf demonstrou ser adaptada às condições de escassez de nutrientes apresentando rendimento de 0,37% e 38,9% de linalol sem N. O fornecimento diferencial de N induziu a expressão dos genes que codificam para as enzimas chaves de produção de óleo essencial, sendo o nitrogênio um modulador da expressão gênica, e assim, a produção de metabólitos secundários é regulada transcricionalmente em manjericão. Os resultados anatômicos mostraram que a produção de óleo essencial não depende dos tricomas sectretores contrariando os relatos da literatura em manjericão frente à escassez de tricomas observados e a predominância de gotículas de óleo espalhadas pelo mesófilo. Esses resultados são inéditos na espécie e sugerem que os tricomas não atuam exclusivamente na produção de óleo essencial.
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Tese (Doutorado em Química, Área Bioquímica de plantas) - Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica - RJ, 2014.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/10184O objetivo desta tese foi avaliar a influencia do fornecimento diferencial de nitrogênio sobre o metabolismo, o rendimento e a qualidade do óleo essencial de Ocimum basilicum (manjericão). Foram conduzido dois experimentos em casa de vegetação, sendo o primeiro com a variedade Sweet Italian Large Leaf submetida a doses contrastantes de N-Nitrato (50 e 300 Kg de N.ha-1). No segundo as variedades Sweet Italian Large Leaf e Maria Bonita foram cultivadas com as doses de 50 ou 100 Kg N. ha-1, em três fontes (nitrato, nitrato de amônio e amônio). As análises feitas após as coletas das plantas foram: atividade da nitrato redutase, N-Nitrato, N-amônio, N-amino, N-total e açúcares solúveis. 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O fornecimento de 50 Kg N-nitrato.ha-1 promoveu maior rendimento de óleo essencial (1,14%) na variedade Sweet Italian Large Leaf e maior concentração de linalol (28,04%). O teor de açúcares pode ser uma estratégia para garantir a disponibilidade de assimilados para as vias mevalonato, metil eritrol fosfato e chiquimato para produzir metabólitos secundários. Nos ensaios alelopáticos a concentração de 15 mg.mL-1 de óleo essencial inibiu a germinação das sementes de alface. O óleo essencial de manjericão demonstrou ação fúngistática e de acordo com as observações ultraestruturais é possível que seu mecanismo de ação seja por interação com os componentes da membrana celular dos fungos. 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Esses resultados são inéditos na espécie e sugerem que os tricomas não atuam exclusivamente na produção de óleo essencial.CAPESThe aim that this thesis was to evaluate the influence of differential nitrogen supply on metabolism, yield and quality of essential oil of Ocimum basilicum (basil). Two experiments were conducted in a greenhouse, in the first variety Sweet Italian Large Leaf subjected to contrasting doses of nitrate-N (50 and 300 kg N ha-1). In the second, the varieties Sweet Italian Large Leaf and Maria Bonita were cultured with doses of 50 or 100 kg N in three sources (nitrate, ammonium and ammonium nitrate). Analyses after harvesting of plants were: nitrate reductase activity, nitrate-N, ammonium-N, amino-N, total-N and soluble sugars. The essential oils from basil were extracted with steam distillation and essential oil components were analyzed using gas chromatography-flame ionization detector (GC-FID) and gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS) and 1HNMR. After the characterization of the essential oil tests were conducted to evaluate the allelopathic activity and antifungal against the fungi Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum, Geothricum spp, Candida albicans, C. guilliermondii, C. parapsilosis, C. tropicalis, C. krusei. The effect of oil on the morphology of fungi was performed by scanning electron microscopy. Gene expression was evaluated by real-time qPCR of 3-hydroxy 3-methyl glutaryl CoA reductase enzyme, 1-Deoxy-D-xylulose- 5-phosphate synthase, linalool synthase, phenylalanine ammonia lyase and eugenol synthase involved in the biosynthesis of essential oil. And anatomical analyzes evaluated the secretory trichomes. The supply of 50 Kg nitrate-N.ha-1 increased the yield (1.14%) and concentration of linalool (28.04%) in Sweet Italian Large Leaf. The sugars can be a strategy to ensure the availability of assimilates to mevalonate, methyl erythritol phosphate and shikimate pathways to produce secondary metabolites. At concentrations of 15 mg.mL-1 basil essential oil inhibited the germination of lettuce seeds. The basil essential oil showed fungistatic and according to the ultrastructural observations it is possible that its mechanism of action is by interaction with components of the cell membrane of fungi. The supply of 100 kg ha-1 of ammonium nitrate resulted in higher (1.46%) and linalool content (69.25%) in the essential oil of Maria Bonita variety, and Sweet Italian Large Leaf variety seems to be adapted conditions of nutrient scarcity with oil yield of 0.37% and 38.9% linalool. The differential N supply induced the expression of genes encoding key enzymes in the production of essential oil, and nitrogen is modulator of gene expression and thus the production of secondary metabolites is regulated at transcriptional level in basil. Anatomical results showed that the essential oil production does not depend on sectretores trichomes contradicting reports in the literature in front of basil shortage of trichomes observed and the predominance of oil as droplets scattered throughout the mesophyll. These results are unpublished in the species and suggest that trichomes do not act exclusively in the production of essential oil.application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFRRJBrasilInstituto de Ciências ExatasManjericãoLinalolTricoma secretorBasilLinaloolSecretory trichomesBioquímicaMetabolismo e expressão gênica de Ocimum basilicum L. sob diferentes condições de cultivo com nitrogênio e avaliação da produção, qualidade e atividade biológica do óleo essencialMetabolism and gene expression of Ocimum basilicum L. under different cultivation conditions on nitrogen and evaluation of production, quality and biological activity of the essential oilinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://tede.ufrrj.br/retrieve/12836/2014%20-%20Silvana%20Constantino%20Rocha%20Barreto.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/17402/2014%20-%20Silvana%20Constantino%20Rocha%20Barreto.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/23692/2014%20-%20Silvana%20Constantino%20Rocha%20Barreto.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/30082/2014%20-%20Silvana%20Constantino%20Rocha%20Barreto.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/36468/2014%20-%20Silvana%20Constantino%20Rocha%20Barreto.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/42814/2014%20-%20Silvana%20Constantino%20Rocha%20Barreto.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/49196/2014%20-%20Silvana%20Constantino%20Rocha%20Barreto.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/55654/2014%20-%20Silvana%20Constantino%20Rocha%20Barreto.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/3316Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2020-02-14T19:08:20Z No. of bitstreams: 1 2014 - Silvana Constantino Rocha Barreto.pdf: 14858473 bytes, checksum: d8b0229fe1ac86bc0f73974f2df6e654 (MD5)Made available in DSpace on 2020-02-14T19:08:20Z (GMT). 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