Étude moléculaire des populations de Rhodiola rosea L. du nunavik (Québec, Canada)

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Effect of provenance, plant part and processing on extract profiles from cultivated European Rhodiola rosea L. for medicinal use.

The demand for plant material of Rhodiola rosea L. (Crassulaceae) for medicinal use has increased recently, amid concerns about its quality and sustainability. We have analysed the content of phenylpropanoids (total rosavins) and salidroside in liquid extracts from 3-year old cultivated plants of European origin, and mapped the influence of plant part (rhizome versus root), genotype, drying, cutting, and extraction solvent to chemical composition. Rhizomes contained 1.5-4 times more salidroside (0.3-0.4% dry wt) and total rosavins (1.2-3.0%) than roots. The qualitative decisive phenylpropanoid content in the extracts was most influenced by plant part, solvent, and genotype, while drying temperature and cutting conditions were of less importance. We have shown that R. rosea from different boreal European provenances can be grown under temperate conditions and identified factors to obtain consistent high quality extracts provided that authentic germplasm is used and distinguished between rhizome, roots and their mixtures.

Memory-enhancing effect of Rhodiola rosea L extract on aged mice

Purpose: The memory-enhancing effects of Rhodiola rosea L. extract (RRLE) on normal aged mice were assessed. Methods: In the open-field test, the effect of RRLE (150 and 300 mg/kg) on mouse locomotive activities was evaluated by investigating the extract’s influence on CAT and AchE activities in the brain tissue of mice. Results: Compared with aged group, high dose of RRLE reduced the total distance (3212.4 ± 123.1 cm, p < 0.05) significantly, increased catalase (CAT) activity (101.4 ± 12.2 U/mg pro, p < 0.05), and inhibited acetyl cholinesterase (AChE) activity (0.94 ± 0.12 U/mg pro, p < 0.05) in the brain tissue of aged mice. Conclusion: The results show that RRLE improves the memory functions of aged mice probably by increasing CAT activity while decreasing AChE activity.

From traditional resource to global commodities: a comparison of Rhodiola species using NMR spectroscopy - metabolomics and HPTLC

The fast developing international trade of products based on traditional knowledge and their value chains has become an important aspect of the ethnopharmacological debate. The structure and diversity of value chains and their impact on the phytochemical composition of herbal medicinal products has been overlooked in the debate about quality problems in transnational trade. Different government policies and regulations governing trade in herbal medicinal products impact on such value chains. Medicinal Rhodiola species, including Rhodiola rosea L. and Rhodiola crenulata (Hook.f. & Thomson) H.Ohba, have been used widely in Europe and Asia as traditional herbal medicines with numerous claims for their therapeutic effects. Faced with resource depletion and environment destruction, R. rosea and R. crenulata are becoming endangered, making them more economically valuable to collectors and middlemen, and also increasing the risk of adulteration and low quality. We compare the phytochemical differences among Rhodiola raw materials available on the market to provide a practical method for Rhodiola authentication and the detection of potential adulterant compounds. Samples were collected from Europe and Asia and nuclear magnetic resonance spectroscopy coupled with multivariate analysis software and high performance thin layer chromatography techniques were used to analyse the samples. A method was developed to quantify the amount of adulterant species contained within mixtures. We compared the phytochemical composition of collected Rhodiola samples to authenticated samples. Rosavin and rosarin were mainly present in R. rosea whereas crenulatin was only present in R. crenulata. 30% of the Rhodiola samples purchased from the Chinese market were adulterated by other Rhodiola spp. Moreover, 7 % of the raw-material samples were not labelled satifactorily. The utilisation of both 1H-NMR and HPTLC methods provided an integrated analysis of the phytochemical differences and novel identification method for R. rosea and R. crenulata. Using 1H-NMR spectroscopy it was possible to quantify the presence of R. crenulata in admixtures with R. rosea. This quantitative technique could be used in the future to assess a variety of herbal drugs and products. This project also highlights the need to further study the links between producers and consumers in national and trans-national trade.

Evaluación del comportamiento de falso roble (Tabebuia rosea (Bertol.) DC.), Genízaro (Pithecellobium saman (Jacq.) Benth.) y Guanacaste negro (Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb.) en ensayo de germinación y sembrados en dos tipos de sustrato orgánico

Las etapas de este trabajo de investigación se llevaron a cabo en las instalaciones del invernadero y vivero de la Universidad Nacional Agraria, ubicada a la altura del kilómetro 12 carretera norte en la ciudad de Managua. Se realizó un ensayo de germinación con semillas falso roble Tabebuia rosea (Bertol.) DC., genízaro Phitecellobium saman (Jacq.) Benth. y guanacaste negro Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb., para cuantificar el porcentaje, energía y valor de la germinación aplicando tratamientos pre germinativos. Posteriormente, en vivero, se establecieron dichas especies en un diseño de bloques completos al azar con tres bloques por especie, tres tratamientos por bloque y noventa repeticiones por tratamiento, realizando un ANDEVA y aplicando una prueba de separación de medias. Las variables evaluadas en el ANDEVA fueron altura total y diámetro basal. Separadamente se evaluó la mortalidad y sobrevivencia de las plantas en el vivero. El tratamiento pre germinativo que dio mejores resultados fue el rompimiento de la testa en el extremo donde se encuentra el micrópilo, con porcentajes de germinación superiores al 90%. No se encontraron diferencias significativas entre tratamientos, por lo cual no hubo efecto de los sustratos sobre los incrementos de las plantas de genízaro Phitecellobium saman (Jacq.) Benth. y se encontraron diferencias significativas entre tratamientos y variables para guanancaste negro Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb. con los mayores incrementos en compostaje con 29,32 cm y los menores en tierra común 18,82 cm. El compostaje fue el sustrato donde ocurrió la mayor sobrevivencia de guanacaste negro Phitecellobium saman (Jacq.) Benth. con 85% y genízaro Phitecellobium saman (Jacq.) Benth. con 66%. Los valores de mortalidad fueron menores al 26% en todos los sustratos.

Produção in vitro e criopreservação de raízes de Cleome rosea Vahl (Capparaceae)

Cleome rosea é uma espécie nativa, de porte herbáceo, ocorrente em restingas brasileiras. Estudos recentes têm revelado o potencial medicinal da espécie para importantes propriedades farmacológicas, como por exemplo, as atividades anti-inflamatória, antigenotóxica, antiviral e antibacteriana. Porém, nos últimos anos, C. rosea não tem sido encontrada em várias regiões de seu ambiente natural, devido, principalmente, às ações antrópicas. Dessa forma, torna-se relevante o desenvolvimento de métodos de conservação que permitam o estudo e exploração das propriedades medicinais da espécie. O cultivo in vitro de raízes representa uma forma eficiente para produção de biomassa, devido ao rápido crescimento, produção estável de metabólitos, além de representar uma potencial fonte de explantes para a propagação em massa de diferentes espécies. O presente trabalho teve como objetivo a produção in vitro de culturas de raízes de C. rosea, associada à criopreservação, como forma de manutenção em longo prazo das culturas, monitorada através da análise de estabilidade genética. As culturas estabelecidas a partir de explantes radiculares de plantas propagadas in vitro de C. rosea demonstraram excelente capacidade de multiplicação de raízes em meio de cultura suplementado com o fitorregulador ANA, com manutenção dessa capacidade ao longo de sucessivas subculturas. Associado a esses resultados, o estabelecimento de protocolos de criopreservação pelo método de vitrificação resultou em elevados valores de frequência de recuperação do material após congelamento em nitrogênio líquido com as soluções de vitrificação PVS2 e PVS3. Os estudos de monitoramento da estabilidade genética, pela técnica de marcadores moleculares RAPD, revelaram a presença de polimorfismos significativos em uma das três culturas iniciadas a partir de raízes de C. rosea criopreservadas. Esses resultados demonstram as possibilidades de produção de raízes de C. rosea e conservação em longo prazo através da criopreservação, iniciando estudos inéditos para a espécie.

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.

Dinâmica de crescimento em Tabebuia rosea (Bertol.) Bertero ex A.DC. (Bignoniaceae): fenologia apical e cambial caulinar

O estudo da dinâmica de crescimento em espécies arbóreas permite melhor compreender a adaptação de uma espécie ao ambiente em que se desenvolve. Dados dessa natureza ainda são escassos no Brasil considerando-se a diversidade de espécies e fitofisionomias existentes. Esse tipo de estudo tem sido apontado como de grande relevância principalmente diante das situações atuais de desmatamento e mudanças climáticas, que exigem recuperação de áreas degradadas e prospectar como as espécies nativas sobreviveram diante deste ambiente de aceleradas mudanças. Nesta perspectiva, o objetivo deste trabalho foi investigar a dinâmica de crescimento de Tabebuia rosea, por meio do monitoramento mensal da fenologia apical e cambial caulinar e dos teores dos pigmentos fotossintetizantes: clorofilas a, b, totais e carotenoides. Os resultados obtidos foram correlacionados entre si e também com a sazonalidade das variáveis ambientais: temperatura, precipitação e fotoperíodo. No que se refere aos teores dos pigmentos fotossintetizantes, foi também avaliada as oscilações observadas nas folhas obtidas nas orientações geográficas: norte, sul, leste e oeste. O trabalho foi desenvolvido no Campus da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, RJ, Brasil. A fenologia dos ápices caulinares foi acompanhada mensalmente a partir de observações qualitativas e quantitativas em 15 indivíduos. As amostras contendo a zona cambial foram obtidas por método não destrutivo e processadas segundo as técnicas usuais em histologia vegetal. A extração dos pigmentos fotossintéticos foi realizada em acetona 80%, com posterior centrifugação e análise ao espectrofotômetro em diferentes comprimentos de onda. Tabebuia rosea apresentou aumento na largura da zona cambial em número de camadas celulares e em micrômetros, diminuição do diâmetro radial da célula inicial fusiforme e aumento em micrômetros da camada de células em processo de alongamento e diferenciação do xilema secundário no mesmo período em que a copa das árvores estava ocupada por folhas adultas e com os teores mais elevados de clorofilas nas folhas, coincidindo com o período em que as variáveis ambientais apresentaram-se elevadas, corroborando os resultados já obtidos para outras espécies nativas da Mata Atlântica se desenvolvendo no estado do Rio de Janeiro. A maior concentração de carotenoides foi observada no período em que as variáveis ambientais apresentavam índices elevados e as plantas estavam mais expostas à radiação luminosa, possivelmente em função de um maior investimento em fotoproteção. Cabe destacar que o lado oeste da copa das árvores mostrou uma tendência em apresentar maiores concentrações dos pigmentos fotossintéticos estudados, resultado ainda não observado na literatura até o momento, o que pode ser uma estratégia da espécie em compensar níveis baixos de radiação solar com acúmulo de clorofilas.