Condições de cultivo, bioatividade e avaliação do potencial metabólico de Sinningia speciosa (planta in natura, plântula in vitro e calos) e do fungo endofítico Geosmithia sp. associado à suas folhas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alvarez-Cantero, Carlos Jose, 1995-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638868
Resumo: Orientador: Marcos José Salvador
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spelling Condições de cultivo, bioatividade e avaliação do potencial metabólico de Sinningia speciosa (planta in natura, plântula in vitro e calos) e do fungo endofítico Geosmithia sp. associado à suas folhasCultivation conditions, bioactivity and metabolic potential of Sinningia speciosa (in natura plant, in vitro seedling and callus culture) and of Geosmithia sp. endophyte from its leavesSinningia speciosaGeosmithiaPlantas - MetabolismoPlantio (Cultivo de plantas)Atividade antioxidanteSinningia speciosaGeosmithiaPlants - MetabolismPlanting (Plant culture)Antioxidant activityOrientador: Marcos José SalvadorDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: As plantas e os micro-organismos estão entre os recursos naturais que apresentam considerável importância para a busca de novos metabólitos bioativos. Plantas da família Gesneriaceae são uma interessante fonte de metabólitos secundários com diversidade em termos químicos e relatos de algumas moléculas com atividades antioxidante, anti-inflamatória, analgésica e anticâncer. No entanto, poucas espécies de Sinningia Nees (Gesneriaceae) foram quimicamente estudadas, não sendo conhecida a diversidade de endofíticos a elas associada e o impacto desses micro-organismos na biossíntese de substâncias bioativas. Portanto, é um universo químico e biológico inexplorado que precisa ser estudado, dado o potencial dessas plantas e seus simbiontes como fonte de moléculas com aplicações terapêuticas e tecnológicas. Neste contexto, este estudo objetivou avaliar as condições de cultivo, a bioatividade e o potencial metabólico de Sinningia speciosa (Lodd.) Hiern (Gesneriaceae) "grupo Fyfiana" (planta in natura, plântula in vitro e calos) e de Geosmithia sp. SSP7, endófito oriundo de suas folhas. Para tanto, procedeu-se o estabelecimento das condições de cultivo do material vegetal (planta in natura, plântulas in vitro e calos); o cultivo, a identificação morfológica e molecular de Geosmithia sp. SSP7 e a obtenção de extratos metanólicos da biomassa da planta e das culturas desse fungo, os quais foram submetidos à análises por UHPLC/ESI-MS (de alta e baixa resolução) e à avaliação das atividades antioxidante, antimicrobiana, anti-Leishmania e do efeito citotóxico. Plântulas in vitro foram obtidas tanto de sementes, quanto por via organogênese indireta em meio MS suplementado com fitorreguladores 1,0 mg/L BAP x 0,2 mg/L ANA, resultando em uma alta eficiência de regeneração após 4 semanas. Os calos foram obtidos a partir de um balanço relativamente baixo em concentração (0,05 mg/L) de BAP e de 2,4-D. Os resultados da caracterização morfológica e molecular sugerem que a cepa SSP7 pertence ao gênero Geosmithia. Em termos de produção de biomassa, o meio de cultura caldo MID foi o que melhor favoreceu o crescimento fúngico, enquanto a maior quantidade de extrato metanólico em massa (mg) foi obtida a partir do cultivo no meio CZP. Quando comparado o perfil cromatográfico do extrato metanólico da planta in natura, plântula in vitro, cultura de calos e de Geosmithia sp. SSP7, verificou-se a ocorrência de regiões com similaridade de picos cromatográficos e outras em que os picos diferiram bastante entre a amostra da planta e do fungo. Por UHPLC/ESI-MS/MS foram identificados e quantificados um glicosídeo fenólico, Calceolariosídeo B, e uma antraquinona, ¿ Pustulina 7-hidroxi-6-metoxi-tectoquinona, ambas substâncias detectadas na maioria dos extratos provenientes da planta e em co-cultura in vitro da plântula ou cultura de calos com Geosmithia sp. SSP7. Os resultados mostraram que a associação endófito-planta levou a aumento da concentração destas duas substâncias, sugerindo modulação positiva da associação simbiótica na biossíntese destas moléculas. Ainda, verificou-se que fatores como a luminosidade e balanço de fitorreguladores nas etapas de cultivo, bem como o estímulo biológico por parte de Geosmithia sp. SSP7, impactaram positivamente no desenvolvimento das culturas da planta in vitro, no teor de Calceolariosídeo B e de Pustulina e na capacidade antioxidante dos extratos estudados. Os extratos apresentaram uma capacidade antioxidante promissora, com valores ? 800 µmol TE/g. Por outro lado, não foi detectada atividade antimicrobiana e frente a promastigotas de Leishmania amazonensis (PH8) para os extratos analisados nas condições experimentais utilizadas e, também a maioria dos extratos não apresentou efeito citotóxico na viabilidade celular da linhagem proveniente de fibroblasto de embrião de camundongo 3T3 com valores de IC50 ? 250,0 µg/mLAbstract: Plants and microorganisms are among the natural resources presenting substantial importance in the search for new bioactive metabolites. Plants belonging to Gesneriaceae¿s family are an interesting source of secondary metabolites which possess a great chemical diversity and scientific reports of some bioactive molecules (antioxidant, anti-inflammatory, analgesic and anticancer activity). However, few species of Sinningia Ness (Gesneriaceae) were chemically studied, and the diversity of endophytes associated with them as well as the impact of these microorganisms on the biosynthesis of bioactive substances are unknown. Therefore, it is an unexplored chemical and biological universe that needs to be studied, given the potential of these plants and their symbionts as a source of molecules with therapeutic and technological applications. In this sense, this study aimed to evaluate the cultivation conditions, bioactivity and metabolic potential of Sinningia speciosa (Lodd.) Hiern (Gesneriaceae) "Fyfiana group", (in natura plant, in vitro seedling and callus culture) and of Geosmithia sp. SSP7, endophyte from its leaves. For this, we established the conditions for the cultivation of the plant material mentioned above, and morphological and molecular identification of the endophytic strain SSP7. Methanolic extracts of the plant biomass and the fungal cultures were obtained, which were submitted to UHPLC/ESI-MS analysis and the evaluation of antioxidant, antimicrobial, anti-Leishmania and cytotoxic activities. In vitro seedlings were obtained from both seeds and indirect organogenesis in MS medium supplemented with 1.0 mg/L BAP x 0.2 mg/L NAA phyto-regulators, resulting in a high regeneration efficiency after 4 weeks. Callus was obtained from a relatively low concentration balance (0.05 mg/L) of BAP and 2,4-D. The results of fungal morphological and molecular characterization suggest that the SSP7 strain belongs to the genus Geosmithia. In terms of biomass production, the MID broth culture medium was the one that most favored fungal growth, while the largest amount of mass methanolic extract (mg) was obtained from cultivation in CZP medium. When comparing the chromatographic profiles of the methanolic extract from in natura, in vitro seedling and callus culture with Geosmithia sp. SPP7, regions with similar chromatographic peaks and others in which peaks significantly differed between plant and fungus samples were found. Through UHPLC/ESI-MS/MS, a phenolic glycoside-Calceolarioside B and an anthraquinone-Pustuline (7-hydroxi-6-methoxy-tectoquinone) were identified and quantified. Both substances were detected in most extracts from plant and co-culture in vitro of seedling or callus culture with Geosmithia sp. SSP7. The results showed that the endophyte-plant association increased the concentration of these two substances, suggesting a positive modulation of the symbiotic association in the biosynthesis of these molecules. In addition, factors such as luminosity and phyto-regulator balance in the cultivation stages as well as biological stimulation by the Geosmithia sp. SSP7 had a positive impact on the development of the in vitro plant cultures, on Calceolarioside B and Pustuline contents, and in the antioxidant capacity of the extracts. The extracts showed a promising antioxidant capacity with values ? 800 µmol TE/g. On the other hand, antimicrobial activity and effect against Leishmania amazonensis (PH8) promastigotes for the extracts analyzed under the experimental conditions used were not detected, and most of the extracts also did not show a cytotoxic effect on cell viability of the lineage from 3T3 mouse embryo fibroblast with IC50 ? 250.0 µg/mLMestradoFármacos, Medicamentos e Insumos para SaúdeMestre em CiênciasCAPES88882.435462/2019-01[s.n.]Salvador, Marcos José, 1971-Alves, Maria SilvanaMinatel, ElaineUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Biociências e Tecnologia de Produtos BioativosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAlvarez-Cantero, Carlos Jose, 1995-20202020-02-20T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (101 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638868ALVAREZ-CANTERO, Carlos Jose. Condições de cultivo, bioatividade e avaliação do potencial metabólico de Sinningia speciosa (planta in natura, plântula in vitro e calos) e do fungo endofítico Geosmithia sp. associado à suas folhas . 2020. 1 recurso online (101 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638868. 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