Produção de carotenoides em culturas in vitro de Cleome rosea Vahl ex DC (Capparaceae) e avaliação de sua toxicidade e potencial antioxidante

A produção e a otimização de substâncias de valor medicinal têm sido alcançadas pelo uso das técnicas de cultura de tecidos vegetais, que têm apresentado grande relevância quando se considera o status de conservação de uma espécie ou sua ocorrência em ambientes ameaçados. No presente trabalho foi avaliada a produção de carotenoides em culturas de calos e células em suspensão de Cleome rosea Vahl ex DC, espécie nativa encontrada em áreas de restinga nos estados do Rio de Janeiro e de São Paulo. Plantas micropropagadas obtidas a partir de raízes produzidas in vitro foram usadas como fonte de explantes para o início das culturas de calos. A produção de massa calogênica foi avaliada em meio MS suplementado com diferentes concentrações das auxinas ácido 2,4-diclorofenoxiacético e ácido 4-amino- 3,5,6-tricloropicolínico, na presença de luz ou no escuro. O uso de diferentes meios básicos de cultura (B5, Nitsch, White) também foi avaliado. A calogênese foi induzida em todos os tratamentos, entretanto a maior produção de biomassa foi alcançada pelas culturas mantidas na presença de luz. A maior produção de massa calogênica foi obtida em culturas iniciadas no meio MS suplementado com 0,2 mg.L-1 de 2,4-D. A exposição das culturas à luz foi um fator essencial para a produção de carotenoides, que só ocorreu nas culturas mantidas nessa condição. Culturas de calos foram submetidas a tratamentos com substâncias elicitoras (extrato de levedura, metil jasmonato, quitosana) em diferentes concentrações e por um período de exposição de sete ou 14 dias visando otimizar a produção do pigmento. A maior produção de carotenoides nas culturas elicitadas foi alcançada com o tratamento com metil jasmonato (MJ) na concentração de 300 μM, independentemente do tempo de exposição ao elicitor. Análises cromatográficas mostraram que o processo de elicitação com MJ induziu ao aumento na produção de β-caroteno. Calos elicitados nessa condição foram usados para iniciar culturas de células em suspensão (CCS). Estas culturas foram acompanhadas por três subculturas realizadas a cada 20 dias, durante a fase exponencial de crescimento. Embora as CCS tenham mantido uma produção de biomassa constante ao longo das subculturas, os valores de produção de carotenoides foram inferiores àqueles alcançados pelas culturas de calos e não houve diferenças estatísticas significativas quando comparadas às CCS iniciadas a partir de calos não elicitados. Extratos de calos produzidos em meio MS suplementado com 0,2 mg.L-1 de 2,4-D foram avaliados quanto à sua capacidade antioxidante por meio da incubação dos extratos com DNA plasmidial em presença de cloreto estanoso (SnCl2), um potente agente redutor capaz de produzir quebras na molécula de DNA. Os extratos foram avaliados em concentrações crescentes (25 - 500 μg.mL-1) e apresentaram uma proteção dose dependente à ação do SnCl2. Estudos de toxicidade com o modelo de Artemia salina demonstraram que os extratos não apresentaram toxicidade nas concentrações avaliadas. Os resultados alcançados mostram que a elicitação foi eficiente para a otimização da produção de β-caroteno nas culturas in vitro e que os extratos obtidos a partir desses materiais apresentaram atividade antioxidante, indicando o êxito das técnicas de cultura de tecidos para a produção deste metabólito sob condição in vitro.

Avaliação do potencial antimalárico de Norantea brasiliensis Choisy (Marcgraviaceae) cultivada in vitro e in vivo

A malária é uma doença infecciosa causada por protozoários do gênero Plasmodium, transmitidos ao homem, principalmente, através da picada do mosquito infectado. O tratamento é realizado por meio do uso de drogas, como a cloroquina, uma vez que não há vacina eficiente contra a doença. Porém, a resistência dos parasitos aos medicamentos tem levado à busca por novas substâncias com atividade antimalárica, inclusive de origem vegetal. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a atividade antimalárica de extratos metanólicos de Norantea brasiliensis cultivada sob condições in vivo e in vitro, espécie nativa ocorrente em restingas, com potencial medicinal já comprovado para várias atividades. Foram desenvolvidos protocolos de calogênese e cultura de raízes da espécie visando à definição de um sistema de produção de metabólitos. Para a cultura in vitro, explantes foram inoculados em meio líquido e sólido contendo diferentes fitorreguladores e concentrações. A partir da cultura de tecidos, foram testados extratos do material produzido biotecnologicamente para comparação com o material botânico cultivado no campo. Os testes sobre o potencial antimalárico foram realizados in vivo, utilizando-se camundongos infectados pelo Plasmodium berghei ANKA, e in vitro utilizando o Plasmodium falciparum. Em seguida foram administrados a cloroquina e os extratos vegetais. A parasitemia foi observada seguindo os protocolos já estabelecidos pelo Laboratório de Imunofarmacologia do Instituto Oswaldo Cruz (IOC). Resultados mostraram que explantes foliares e caulinares de plantas germinadas in vitro, inoculados em meio sólido B5 suplementado com 2,0 mg.mL-1 de ANA, são as melhores fontes para a produção de raízes, apresentando maiores valores de peso fresco e peso seco, mostrando-se um sistema promissor para a produção in vitro de metabólitos da espécie. A avaliação da atividade antimalárica in vivo revelou seu potencial a partir de extrato de raízes de planta cultivada in vivo, na concentração de 50 mg/kg apresentando redução significativa da parasitemia quando comparada com o controle não tratado. Paralelamente, nos testes in vitro a concentração de 100 μg/kg do extrato de raízes de planta cultivada in vivo apresentou diferença significativa quando comparada com as outras concentrações testadas e o controle negativo. Além disso, há uma tendência de aumento do efeito inibitório conforme o aumento da concentração do extrato. Os resultados indicam o potencial de atividade antimalárica em raízes de N. brasiliensis, sendo este estudo o primeiro realizado para a espécie

Cultura de tecidos e análise fitoquímica de Arachis repens HANDRO.

Os representantes do gênero Arachis são conhecidos como amendoim, e suas sementes possuem grande quantidade de óleos e proteínas, podendo ser consumidas cruas. A espécie mais cultivada do gênero é Arachis hypogaea, que possui grande importância comercial. Outras espécies são também utilizadas para controle das ervas daninhas e cobertura do solo, assim como ornamentais e na alimentação. Arachis repens, popularmente conhecida como grama amendoim, é utilizada como planta ornamental, na formação de pastagens, como forragem e para cobertura do solo em substituição a várias espécies comuns de grama. Diversas substâncias bioativas têm sido identificadas em A. hypogaea. Contudo, estas substâncias ainda não foram descritas em outras espécies do gênero. O objetivo deste trabalho foi o estabelecimento de sistemas de cultivo in vitro para Arachis repens, visando à micropropagação e à análise comparativa da produção de resveratrol em extratos alcoólicos dos materiais produzidos in vitro, em comparação com as plantas in vivo. Segmentos nodais, internodais e foliares foram excisados de plantas in vitro e inoculados em meio MS suplementado com diferentes concentrações de BAP, TDZ, AIA e KIN, utilizados isoladamente ou em combinação. Os explantes apresentaram respostas distintas de acordo com o regulador de crescimento utilizado. Na presença de BAP foi observada a formação de calos compactos, com formação de brotos em diferentes taxas. Na presença de TDZ, segmentos nodais e internodais formaram calos compactos em todas as concentrações. Segmentos nodais cultivados na presença de diferentes concentrações de AIA em combinação com KIN apresentaram a formação de calogênese. Foi também realizada uma avaliação da atividade antioxidante e a presença de fenóis totais em extratos de diferentes materiais in vivo e produzidos in vitro. Nas análises por meio de CLAE, foi possível detectar a presença de resveratrol tanto nos materiais in vivo, quanto os produzidos in vitro. Dessa forma, o trabalho forneceu resultados preliminares sobre as possibilidades de utilização de A. repens para a produção de metabólitos especiais.

Produção de plantas e metabólitos de Cleome dendroides Schult. & Schult. f. (Cleomaceae) utilizando diferentes sistemas de cultivo in vitro

Cleome dendroides é uma espécie endêmica da Mata Atlântica dos estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo, bioma alterado por intensa atividade antrópica, o que constitui uma ameaça à preservação de suas populações. Não existem estudos dos pontos de vista fisiológico, biotecnológico, fitoquímico ou farmacológico sobre a espécie. Considerando-se o perfil fitoquímico e o potencial medicinal do gênero, torna-se relevante definirem-se protocolos para a produção de plantas e metabólitos de C. dendroides utilizando diferentes sistemas de cultivo in vitro. No presente trabalho, foram realizados estudos sobre a germinação in vivo da espécie, avaliando-se a influência do substrato, temperatura e luz. Não se observou qualquer tipo de dormência, sendo as temperaturas de 20, 25 e 20-30C, em areia ou vermiculita, apropriadas para a germinação in vivo. Definiu-se também uma metodologia eficiente de germinação sob condições in vitro, e as plântulas obtidas foram utilizadas como fonte de explantes para os estudos de propagação in vitro. A resposta morfogênica foi avaliada considerando-se a origem e tipo do explante, tipos e concentrações de reguladores de crescimento e número de subculturas. A metodologia empregada mostrou-se eficiente para a produção de brotos e manutenção de estoques de plantas in vitro que serviram como fonte de explantes. A melhor condição para a propagação in vitro foi definida em meio solidificado contendo BA, independentemente do tipo de explante e da origem. Os brotos obtidos foram alongados, enraizados e aclimatizados. Também foi estabelecida a cultura de raízes e a regeneração de brotos a partir destas culturas. Avaliou-se o efeito da origem do explante, assim como dos tipos e concentrações de fitorreguladores sobre a proliferação de raízes e a regeneração de brotos. O fitorregulador AIB propiciou maior multiplicação das raízes, enquanto BA mostrou-se eficiente na regeneração de brotos a partir das raízes recém-formadas. Foi estabelecido ainda um protocolo de cultura de calos e de suspensões celulares. Avaliou-se o efeito da origem e do tipo de explante, dos tipos e das concentrações de fitorreguladores sobre a calogênese. A combinação de PIC com KIN foi a mais eficiente para a indução de calos em explantes de plântulas obtidas a partir de germinação in vitro, produzindo calos que foram mantidos por pelo menos dois anos. As suspensões celulares também foram estabelecidas em meio contendo PIC + KIN, mantendo uma produção de biomassa de cerca de cinco vezes o peso fresco inicial por três sucessivas subculturas. Análises histoquímicas e fitoquímicas revelaram a presença de alcaloides nos calos e nas suspensões celulares. Foram realizadas análises fitoquímicas de plantas de campo, plantas aclimatizadas, plantas mantidas em estoque in vitro e culturas de raízes, as quais indicaram a presença de derivados de glicosinolatos. Os resultados demonstraram a viabilidade de produção de material vegetal de C. dendroides por meio de métodos biotecnológicos e a produção in vitro de metabólitos de importância medicinal

Produção in vitro, análise fitoquímica e avaliação da atividade antineoplásica de metabólitos de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae) obtidos por diferentes estratégias biotecnológicas

Hovenia dulcis Thunberg, natural da Ásia Oriental, é cultivada no Brasil onde é conhecida como uva-do-japão. A espécie possui várias indicações na medicina popular e alguns estudos apontam o seu potencial antineoplásico, tripanocida e hepatoprotetor. Metabólitos secundários são substâncias não essenciais para a sobrevivência celular, mas que fornecem vantagens adaptativas aos vegetais, sendo atribuído, para algumas delas, atividades biológicas importantes. Substâncias de interesse medicinal têm sido obtidas por técnicas da cultura de tecidos vegetais, como a calogênese e a cultura de células em suspensão, que permitem a síntese de matéria-prima de forma contínua e homogênea, independentemente de fatores ambientais e sazonais. O presente estudo objetivou o estabelecimento de culturas in vitro de H. dulcis, visando à produção de metabólitos de interesse, com vistas à avaliação do seu potencial antineoplásico sobre células K562. Foram testados protocolos para o estabelecimento de diferentes sistemas, como culturas de calos, de células em suspensão (CCS) e compact callus clusters (CCC) e ainda a avaliação do uso de elicitores na otimização de metabólitos produzidos in vitro. Foi verificado que a adição dos fitorreguladores KIN e TDZ, substituindo o BAP, não foi capaz de induzir a formação de calos friáveis, bem como a manutenção das culturas em ausência de luz. O uso do nitrato de prata promoveu a friabilidade de calos em todas as concentrações testadas, considerando-se 2,0 mg.L-1 a melhor concentração. Foram alcançadas taxas de 100% de formação de CCS tanto na presença, quanto em ausência de AgNO3. O maior acúmulo de biomassa foi verificado na concentração mais baixa de PIC (0,625 mg.L-1). A análise dos espectros de RMN indicou a presença de (+)-dihidromiricetina, (+)-galocatequina, hovenitina II, hovenosideo G, hodulosideo III, hodulosideo IV, hodulosideo I e hovenidulciosideo B1 nas culturas de calos friáveis. No estabelecimento de culturas CCC, observou-se a formação de calos compactos verdes em todas as concentrações de ANA testadas. O aumento da velocidade de rotação para 135 rpm aumentou a dispersão das células com consequente formação dos agregados celulares desejados. A seleção de linhagens celulares demonstrou ser um método eficiente na uniformização do tamanho desses agregados e tal uniformidade se manteve estável por mais de cinco subcultivos em 100% das culturas. Uma fração rica em saponinas foi obtida a partir dos agregados celulares, correspondendo a 1,46% da massa seca. A análise por RMN sugeriu a presença das saponinas Hovenosideo G e dos hovenidulciosideos A2 e B2. O uso de elicitores em cultura de calos mostrou-se adequado à produção de metabólitos secundários, sem alterações morfológicas nos mesmos. A elicitação alterou o perfil cromatográfico analisado por HPLC. Na elicitação com 5,0 mg.L-1 de extrato de levedura foi verificado um aumento de quase três vezes (12,280 3,396 equivalentes de quercetina/mg de extrato) na síntese de flavonoides. Finalmente, os estudos de ação antitumoral in vitro demonstraram citotoxicidade dos extratos de calos não elicitados de H. dulcis sobre linhagem de leucemia mieloide crônica (IC50 de 74,05 μg.mL-1.) e inibição do crescimento de tais células (K562), sugerindo o potencial antineoplásico para um produto biotecnológio (calo) desta espécie.

Cultura de embrião e indução de brotos in vitro para micropropagação do pinhão-manso

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Germinação de sementes, enraizamento de estacas caulineares e cultivo in vitro de cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA

Improvement of friable callus production of Boerhaavia paniculata Rich and the investigation of its lipid profile by GC/MS

Neste estudo, um protocolo para induzir maiores quantidades de calos friáveis de Boerhaavia paniculata RICH e uma técnica de lipidômica foram aplicados para investigar o perfil dos lipídios e serem comparados com aqueles presentes nas raízes desta planta, os quais apresentaram atividade anti-inflamatória no extrato hexânico bruto. A cultura de calo foi induzida a partir de sementes em meio sólido contendo sais de Murashige e Skoog com diferentes quantidades de glicose e diferentes concentrações de ácido 2,4-diclorofenoxiacético. Os frascos foram mantidos em câmara de germinação a 30 ± 2°C, com fotoperíodo de 16h sob intensidade luminosa de 27 µmol m^–2 s^–1 durante 4 semanas. Os melhores resultados para a formação de calo friável e desenvolvimento da biomassa foram obtidos no tratamento contendo 2,26 µM de 2,4-D e de glicose (1,5 %; m/v). Técnica de lipidômica foi aplicada na fração hexânica mostrando as concentrações mais elevadas de esteróides β-sitosterol (3,53 mg/100 g de cs - células seca ), e ácidos graxos; especialmente o ácido 2-hidroxi-tetracosanóico (0,34 mg/100 g cs), ácido eicosanoico (86,25 mg/100 g cs), ácido esteárico (420,83 mg/100 g cs), ácido tetradecanóico (10,74 mg/100 g cs) e ácido linoléico (100,61 mg/100 g cs). O perfil lipídico do calo versus aquele encontrado nas raízes da planta silvestre é descrito neste trabalho.

Induction and Morpho-Ultrastructural Analysis of Organogenic Calli of a Wild Passionfruit

This work studied a new protocol for organogenic calli induction and characterization of the morphology and ultrastructure of callogenesis in leaf explants of Passiflora gibertii N. E. Brown, a native passion fruit species from Brazil. Calli induction was performed in different growth conditions (light and dark), different MS medium salt concentrations (MS and MS half strength) and the presence or absence of coconut water. The leaf explants maintained in the dark were more responsive to bud formation. In order to reduce spending on in vitro culture, the most suitable induction medium for P. gibertii organogenesis could, therefore be the MS half strength salt concentration medium maintained in the dark. The addition of coconut water to the culture medium was essential for both calli induction and bud formation. The morphological and ultrastructural features of the organogenic calli were isodiametric cells, characterized by an organized cellular system, nucleus with prominent nucleoli, presence of starch grains and dense cytoplasm rich in endoplasmic reticulum. The scanning electron microscopy demonstrated that buds were present on these calli.

Indução de calos em espécies amazônicas do gênero Theobroma

Vários trabalhos vem sendo desenvolvidos sobre o cultivo in vitro de cacau (T.cacao), mas são raros para a maioria das outras espécies do gênero, como o cupuaçu (T. grandiflorum), cuja a área plantada vem aumentando expressivamente, e outras que poderiam servir de fonte de genes para as espécies economicamente já reconhecidas. Protocolos para obtenção de embriões somáticos in vitro para as espécies T. cacao,T. grandiflorum,T. speciosum e o híbrido T. grandiflorum x T. obovatum foram avaliados a partir de duas fontes de explantes, estaminódios e pétalas (formadas por lígulas e cógulas) cultivados em meio de crescimento primário de calo, consistindo de sais DKW, suplementado com 20 g l^-1 de sacarose, 250 mg l^-1de glutamina, 200 mg l^-1 de mio-inositol, 0,2 mg l^-1 de tiamina-HCl, 0,1 mg l^-1 de ácido nicotínico, 0,2 mg l^-1 de glicina, 2 mg l^-1 de 2,4-D, 2,2 g l^-1 de Gelrite® e pH 5,8. A este meio foram adicionadas diferentes concentrações de tidiazuron (0, 5 e 10 µg l^-1). As culturas foram mantidas no escuro por 14 dias, à temperatura de 25 ± 2 ºC, e então transferidas para meio de crescimento secundário de calo, constituído de sais WPM, vitaminas de Gamborg, 20 g l^-1 de sacarose, 2 mg l^-1 de 2,4 D, 0,3 mg l^-1 de cinetina, 50 ml l^-1 de água de côco, 2,2 g l^-1 de Gelrite® e pH 5,8. A formação de calos ocorreu em todas as espécies. Embriões somáticos foram obtidos somente para T. cacao. A calogênese mostrou-se influenciada pelo genótipo e foi maior nos estaminódios.

Estudo da diversidade genética e química e produção do epímero do ácido caurenóico em calos de croton antisyphiliticus mart

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA

Estudo da diversidade genética e química e produção do epímero do ácido caurenóico em calos de croton antisyphiliticus mart

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA

In vitro organogenesis of Eucalyptus grandis: effects of boron and calcium

The in vitro organogenesis of woody species plays an essential role in the improvement of forest products by providing saplings with high commercial value. Furthermore, mineral nutrition plays an important role in the induction of organogenic responses. The objective of this study was to evaluate the effects of boron and calcium in the organogenesis of nodal segments from seedlings of Eucalyptus grandis growing under in vitro conditions. The concentration of boron and calcium in MS medium was modified to induce organogenic responses in 45-day-old nodal segments used as explants. After 60 days, the fresh weight, dry weight, ratio of fresh and dry weight, relative water content and relative matter content accumulated by the explants were evaluated. The concentrations of boron and calcium in the culture medium influenced the in vitro organogenic control of Eucalyptus grandis. Reduced combinations of boron and calcium induced callus formation and dry matter accumulation in the explants. A boron concentration of 100% (1.10 mg L-1) combined with 100% (119.950 mg L-1) and 200% (239.900 mg L-1) of calcium, and 200% (2.20 mg L-1) of boron combined with 100% (119.950 mg L-1) of calcium allowed the induction of well-developed buds, which can be used for the regeneration of micro-plants.

Enraizamento de mini-estacas de jabuticabeiras, pitangueira, araçazeiro amarelo e sete capoteiro

The most native fruit trees are belonging to Myrtaceae family, which it have as main marketing potential their fruit. Despite the wide acceptance of the fruits of these native fruit cultura, the establishment of commercial orchards is still necessary, because if it prevails extraction in the forest. To start the cultivo in the orchard, the first point is on the mother plant choice, which should provide superior characteristics when compared to other genotypes. Then, it is necessary to choose the method to can produce satisfactory amount of seedlings and preferably without it to lose the mother plant characteristics. For this, it adopts the asexual thechniques, with option for grafting, cuttings and air layering. These techniques when tested with native fruits tree, it proved limiting in theses results, with this, it should to test other it to recommend its use, especially, those fruit native of higher potential as jabuticaba tree, pitanga tree, sete capote tree and araça amarelo tree. The aim of this study was to test the use of asexual propagation through mini-cuttings in these native fruit trees, according to the time of collection, the mini-cutting length and concentration of IBA, as well as, it to relate the results of rooting with tryptophan extracted at certain times. The work was carried out at Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Câmpus Dois Vizinhos, Brazil. The samples were collected each two months. The mini-cutting were prepared with 6 or 8 cm, with a pair of leaves reduced to 25% of the original size. The mini-cuttings had their base immersed in liquid solution of indole-butyric acid (IBA) in the concentrations of 0, 3000 and 6000 mg L-1 and then were placed in tubes containing commercial substrate. The experimental design was completely randomized with factorial 2 x 3 x 6 (mini-cutting length x IBA concentration x time of collection), with four replications, it being each plot varied according to the amount of shoots obtained by period time. After 120 days, the rooting and callus formation (%), average number of roots per mini-cutting and the average length of the roots were evaluated. After 60 days of these evaluations, the survival of mini-cuttings rooted after transplant was evaluated. It was evaluated also the production of mini-cuttings of each size in each period time. At the end of the experiment it was evaluated the percentage of survival of mother plantlets. For analysis of tryptophan was used materials branches, leaves and twigs with leaves, taken from the materials used for the production of mini-cutting. It was recommended for hybrid jabuticaba tree the use mini-cutting with eight cm, treated with 6000 mg L-1 of IBA and collected in June. For jabuticaba tree of cabinho and araça amarelo tree the period for propagation by mini-cuttings should be in August, regardless of IBA concentration and length of the mini-cutting. In the jabuticaba tree sabara and sete capote tree is important to obtain more satisfactory results realized the collect in October or December, with the same independence of other levels tested in other factors. However, for sete capote tree should test other techniques to increase the efficiency of propagation. And with pitanga tree recommended to the collection in June, but with 6cm the application of 3000 mg L-1 of IBA and 8 cm with 6000 mg L-1 of IBA.

Estudos preliminares para o cultivo in vitro de Sacha-Inchi.

A Plukenetia volubilis L., conhecida como sacha-inchi, é uma espécie amazônica que apresenta propriedades nutracêuticas de grande potencial para as indústrias farmacêutica e estética. Com a finalidade de contribuir para o desenvolvimento de técnicas de propagação in vitro, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de métodos de desinfestação e calogênese em explantes dessa espécie.