Study of medicinal and food plants as a source of biologically active compounds.

In the last few decades, scientific evidence has pointed out the health-beneficial effects of phenolic compounds in foods, including a decrease in risk of developing degenerative and chronic diseases, known to be caused by oxidative stress. In this frame can be inserted research carried out during my PhD thesis, which concerns the phytochemical investigation of phenolic composition in sweet cherries (Prunus avium L.), apple fruits (Malus domestica L.) and quinoa seeds (Chenopodium quinoa Willd.). The first project was focused on the investigation of phytochemical profile and nutraceutical value of fruits of new sweet cherry cultivars. Their phenolic profile and antioxidant activity were investigated and compared with those of commonly commercialized cultivars. Their nutraceutical value was evaluated in terms of antioxidant/neuroprotective capacity in neuron-like SH-SY5Y cells, in order to investigate their ability to counteract the oxidative stress and/or neurodegeneration process The second project was focused on phytochemical analysis of phenolic compounds in apples of ancient cultivars with the aim of selecting the most diverse cultivars, that will then be assayed for their anti-carcinogenic and anti-proliferative activities against the hepato-biliary and pancreatic tumours. The third project was focused on the analysis of polyphenolic pattern of seeds of two quinoa varieties grown at different latitudes. Analysis of phenolic profile and in vitro antioxidant activity of seed extracts both in their free and soluble-conjugated forms, showed that the accumulation of some classes of flavonoids is strictly regulated by environmental factors, even though the overall antioxidant capacity does not differ in quinoa Regalona grown in Chile and Italy. During the internship period carried out at the Department of Organic Chemistry at Universidad Autónoma de Madrid (UAM), it was achieved the isolation of two pentacyclic triterpenoids, from an endemic Peruvian plant, Jatropha macrantha Müll. Arg., with bio-guided fractionation technique.

Combining conservative and variable markers to inferthe evolutionary history of Prunus subgen. Amygdalus s.l.under domestication

The genus Prunus L. is large and economically important. However, phylogenetic relationships within Prunus at low taxonomic level, particularly in the subgenus Amygdalus L. s.l., remain poorly investigated. This paper attempts to document the evolutionary history of Amygdalus s.l. and establishes a temporal framework, by assembling molecular data from conservative and variable molecular markers. The nuclear s6pdh gene in combination with the plastid trnSG spacer are analyzed with bayesian and maximum likelihood methods. Since previous phylogenetic analysis with these markers lacked resolution, we additionally analyzed 13 nuclear SSR loci with the δµ2 distance, followed by an unweighted pair group method using arithmetic averages algorithm. Our phylogenetic analysis with both sequence and SSR loci confirms the split between sections Amygdalus and Persica, comprising almonds and peaches, respectively. This result is in agreement with biogeographic data showing that each of the two sections is naturally distributed on each side of the Central Asian Massif chain. Using coalescent based estimations, divergence times between the two sections strongly varied when considering sequence data only or combined with SSR. The sequence-only based estimate (5 million years ago) was congruent with the Central Asian Massif orogeny and subsequent climate change. Given the low level of differentiation within the two sections using both marker types, the utility of combining microsatellites and data sequences to address phylogenetic relationships at low taxonomic level within Amygdalus is discussed. The recent evolutionary histories of almond and peach are discussed in view of the domestication processes that arose in these two phenotypically-diverging gene pools: almonds and peaches were domesticated from the Amygdalus s.s. and Persica sections, respectively. Such economically important crops may serve as good model to study divergent domestication process in close genetic pool.

Multiple introductions boosted genetic diversity in the invasive range of black cherry (Prunus serotina; Rosaceae).

BACKGROUND AND AIMS: Black cherry (Prunus serotina) is a North American tree that is rapidly invading European forests. This species was introduced first as an ornamental plant, then it was massively planted by foresters in many countries, but its origins and the process of invasion remain poorly documented. Based on a genetic survey of both native and invasive ranges, the invasion history of black cherry was investigated by identifying putative source populations and then assessing the importance of multiple introductions on the maintenance of gene diversity. METHODS: Genetic variability and structure of 23 populations from the invasive range and 22 populations from the native range were analysed using eight nuclear microsatellite loci and five chloroplast DNA regions. KEY RESULTS: Chloroplast DNA diversity suggests there were multiple introductions from a single geographic region (the north-eastern United States). A low reduction of genetic diversity was observed in the invasive range for both nuclear and plastid genomes. High propagule pressure including both the size and number of introductions shaped the genetic structure in Europe and boosted genetic diversity. Populations from Denmark, The Netherlands, Belgium and Germany showed high genetic diversity and low differentiation among populations, supporting the hypothesis that numerous introduction events, including multiple individuals and exchanges between sites, have taken place during two centuries of plantation. CONCLUSIONS: This study postulates that the invasive black cherry has originated from east of the Appalachian Mountains (mainly the Allegheny plateau) and its invasiveness in north-western Europe is mainly due to multiple introductions containing high numbers of individuals.

MULTIPLICAÇÃO IN VITRO DE PORTA-ENXERTOS DO GÊNERO PRUNUS SOB DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE BAP EM DOIS MEIOS DE CULTURA

Este trabalho teve como objetivo determinar a melhor concentração de BAP (6-benzilaminopurina) e meio de cultura para a multiplicação in vitro de porta-enxertos de Prunus sp., recentemente introduzidos no Brasil. Os porta-enxertos G x N22, GF 677, Mr.S 2/5, Marianna e Mirabolano foram testados em dois meios de cultura, meio MS e meio MS ¾ (reduzido em 25% dos sais do meio inteiro), combinados com quatro concentrações da citocinina BAP: 0,1; 0,3; 0,5 e 0,7 mg.L-1. Observou-se que os genótipos apresentaram comportamentos diferentes entre si em relação às concentrações de BAP e aos meios. Concluiu-se que, para os porta-enxertos G x N22 e Mr.S 2/5, o melhor meio de multiplicação é o MS ¾ com BAP na concentração de 0,7 mg.L-1; para o porta-enxerto Marianna, o meio MS com BAP na concentração de 0,7 mg.L-1; para o porta-enxerto Mirabolano, o meio MS ¾ com BAP na concentração de 0,5 mg.L-1, sendo que, para este porta-enxerto, o BAP exerce efeito negativo sobre o tamanho das brotações, independentemente do tipo de meio. Já para o porta-enxerto G x N22, este efeito se fez notar apenas no meio MS. O porta-enxerto GF 677 não apresentou bons resultados na propagação in vitro.

PROPAGAÇÃO DO UMEZEIRO (Prunus mume Sieb & Zucc.) POR ESTAQUIA HERBÁCEA

A utilização do umezeiro ou damasqueiro-japonês (Prunus mume Sieb & Zucc.) como porta-enxerto de Prunus sp. vem despertando grande interesse em função de sua rusticidade, resistência a pragas e doenças, adaptação e, principalmente, por reduzir o porte de pessegueiros e nectarineiras. Este trabalho foi conduzido no Departamento de Produção Vegetal da FCAV/UNESP, Câmpus de Jaboticabal-SP, e teve por objetivo estudar a propagação vegetativa desta espécie. Para tanto, utilizaram-se estacas herbáceas com 12cm de comprimento dos Clones 02; 05; 10 e 15, provenientes do Programa de Melhoramento Genético do Instituto Agronômico de Campinas, submetidas às concentrações de 0 e 2000mg.L-1 de AIB, por cinco segundos. O experimento foi conduzido em delineamento experimental inteiramente casualizado, com 4 repetições de 20 estacas por parcela, esquema fatorial 4 x 2, sendo o fator clone em 4 níveis (Clones 02; 05; 10 e 15) e AIB em 2 níveis (0 e 2000mg.L-1). De acordo com os resultados, verificou-se diferença entre os clones quanto à porcentagem de enraizamento, sendo o Clone 15 significativamente superior ao Clone 02 (93,75% e 78,13%, respectivamente). Os Clones 05 (85,0%) e 10 (83,13%) comportaram-se como intermediários, não diferindo dos demais. Não houve diferença entre os clones testados quanto à formação de calo, raízes por estaca, comprimento de raízes e porcentagem de estacas brotadas. O ácido indolbutírico na concentração de 2000mg.L-1 favoreceu a emissão de raízes adventícias e aumentou o comprimento das raízes, mas não teve influência na brotação das estacas. Não houve efeito da interação entre os fatores testados para as variáveis analisadas.

Plastid DNA variation in Prunus serotina var. serotina (Rosaceae), a North American tree invading Europe

Black cherry (Prunus serotina) is a tree from North America, where it is often used for economical purposes, whereas it is widespread and invasive in Europe. Plastid DNA variation was Wrst investigated in both its native and invasive ranges using microsatellite loci and sequences of three intergenic spacers (trnT-trnL, trnD-trnT and trnS-trnG). This analysis was focused on P. serotina var. serotina, with the inclusion of samples of closely related taxa. Length variation at a microsatellite locus (ccmp5) and a few sequence polymorphisms were identi- Wed among P. serotina samples. Four new primer pairs were then designed to speciWcally amplify variable regions and a combination of Wve markers was Wnally proposed for phylogeographic studies in P. serotina. These loci allow identiWcation of six chlorotypes in P. serotina var. serotina, which may be particularly useful to depict the maternal origins of European invasive populations

Estabelecimento e multiplicação in vitro de Prunus sp. em diferentes meios de cultivo

O trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar diferentes meios de cultivo no estabelecimento e multiplicação in vitro de espécies do gênero Prunus. Os segmentos nodais de 1,0 cm foram mantidos sob luz fluorescente com radiação de 20 mE.m-2.s-1, fotoperíodo de 16 horas e temperatura de 25±2ºC. No estabelecimento, testaram os meios MS, MS ¾, SH e Villegas, e na multiplicação: SH e MS ¾. O meio MS ¾ foi testado em diferentes concentrações de ágar (4,5; 5,5; 6,5 g.L-1). Avaliaram-se as percentagens de estabelecimento dos explantes, contaminação, oxidação e segmentos não brotados. O meio Villegas apresentou menor oxidação durante o período de estabelecimento in vitro. Com o meio MS ¾, verificou-se maior percentagem de estabelecimento dos explantes. Na fase de multiplicação, avaliaram-se a percentagem de crescimento, a taxa de multiplicação e o número de brotações. O meio MS ¾, com 5,5 g.L-1 de ágar, apresentou os melhores resultados.

Enraizamento de estacas herbáceas de 'mirabolano' (Prunus cerasifera ehrn) em diferentes substratos e concentrações de ácido indolbutírico

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de testar diferentes dosagens de AIB (ácido indolbutírico) e diferentes substratos no enraizamento de estacas herbáceas do porta-enxerto de ameixeira 'Mirabolano'. As estacas foram retiradas de plantas localizadas no município de Wenceslau Bráz-MG, sendo transportadas em câmara fria para a Fazenda Experimental da Epamig, localizada em Maria da Fé-MG, onde foram padronizadas com um par de meias-folhas e 12 cm de comprimento, sendo posteriormente imersas por 5 segundos em soluções contendo diferentes dosagens de AIB (0; 1000; 2000 e 4000 mg.L-1). Em seguida, foram levadas até bancadas contendo diferentes substratos (areia esterelizada e vermiculita), em local com 50% de sombreamento e umidade controlada, permanecendo sob estas condições por 60 dias. As variáveis analisadas foram: porcentagem de enraizamento, número de raízes, comprimento médio das raízes e biomassa seca das raízes. Observou-se maior eficiência da vermiculita na obtenção de estacas com maior comprimento médio das raízes e maior porcentagem de enraizamento. Quanto às demais variáveis, não houve diferença significativa entre o uso dos substratos em questão. Com relação à dosagem de AIB, a concentração de 2000 mg.L-1 mostrou-se superior às demais para todas as variáveis analisadas.

Aclimatização de porta-enxertos de Prunus sp. micropropagados

A fase de aclimatização é considerada limitante para a maior parte das plantas micropropagadas pelas altas taxas de perdas que podem acarretar. A cultura in vitro tem determinado, para algumas espécies, a alteração de características morfol��gicas, anatômicas e fisiol��gicas que dificultam a sua aclimatização. O objetivo deste trabalho foi avaliar a sobrevivência de plantas dos porta-enxertos de Prunus Capdeboscq e GF677, e das seleções VP411 e VP417 durante o processo de aclimatização. Brotos com 2-3 cm foram inoculados em meio de cultura Lepoivre, suplementado com 0,1; 0,5; 1,0 e 2,0 mg.L-1 de AIB. Após 15 dias as plantas foram transferidas para bandejas alveoladas contendo substrato comercial Plantmax ®, cobertas com uma l��mina de vidro transparente e mantidas em sala de aclimatização, com temperatura de 27±1ºC, fotoperíodo de 16 horas, intensidade luminosa de 60mmol.m-2.s-1 e posteriormente em câmara de nebulização intermitente. A percentagem de sobrevivência das plantas foi afetada significativamente pela concentração de AIB, pelo genótipo e pela interação concentração de AIB x genótipo. As maiores taxas de sobrevivência foram de 92% para o porta-enxerto Capdeboscq na concentração de 1,0 mg.L-1 de AIB; 80% para a seleção VP417 com 0,5 mg.L-1; 84% para a seleção VP411 e 64% para o porta-enxerto GF677, ambos com 0,1 mg.L-1 de AIB. A formação de calos na base dos explantes afetou negativamente a sobrevivência das plantas.

Enraizamento in vitro de porta-enxertos de Prunus

Na micropropagação de Prunus sp., o enraizamento tem sido considerado uma fase crítica, pois determina a sobrevivência das plantas durante a aclimatização. Dentre os fatores importantes ao enraizamento in vitro, destacam-se o genótipo e as auxinas por serem determinantes na indução e na formação de raízes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes concentrações de IBA no enraizamento in vitro dos porta-enxertos de espécies do gênero Prunus: cultivares Capdeboscq e GF677, e seleções VP411 e VP417. Para o enraizamento in vitro, brotos com 2-3cm de comprimento foram introduzidos em meio de Lepoivre suplementado com 0,1; 0,5; 1,0 e 2,0 mg.L-1 IBA. Observou-se que o porta-enxerto 'Capdeboscq' apresentou maior taxa de enraizamento e maior número de raízes in vitro, sendo superior aos demais genótipos quanto a estas características. O nível de 1,0 mg.L-1 de IBA esteve associado à maior taxa média de enraizamento (100%, 64% e 64,0%, respectivamente) para os porta-enxertos 'Capdeboscq', 'GF677' e VP411. O nível de 2,0 mg.L-1 de IBA foi superior para a seleção VP417 com taxa de 64% de enraizamento. Para os porta-enxertos 'Capdeboscq' e 'GF677', o número máximo de raízes foi de 9,6 e 5,2 raízes por broto, respectivamente, em resposta ao nível de 2,0 mg.L-1 de IBA, enquanto as seleções VP411 e VP417 apresentaram o maior número de raízes (3,6 e 3,9, respectivamente) em resposta ao nível de 1,0 mg.L-1 de IBA.

Estabelecimento e multiplicação in vitro de porta-enxertos de Prunus

A qualidade genética e sanitária das mudas é de fundamental importância para o sucesso da fruticultura moderna. Para o pessegueiro, a micropropagação vem permitindo a produção clonal massal de plantas, com matrizes e mudas de qualidade genética-sanitária comprovada. O presente trabalho objetivou avaliar a taxa de sobrevivência de explantes no estabelecimento in vitro, bem como avaliar o potencial de multiplicação in vitro de porta-enxertos de Prunus. Explantes constituídos por ápices caulinares e gemas laterais dos porta-enxertos Capdeboscq e GF677 e da seleção VP411 foram estabelecidos e multiplicados in vitro em meio de cultura de Lepoivre suplementado com BAP (0,5 mg.L-1). A taxa média de sobrevivência para os porta-enxertos foi 62,9% para ápices caulinares e 58,8% para gemas laterais. Ápices caulinares e gemas laterais apresentaram 14,8% e 29,8% de contaminação, respectivamente. O genótipo afetou significativamente as taxas de multiplicação in vitro. Quanto ao número de brotos por explantes, o porta-enxerto Capdeboscq e a seleção VP411 foram superiores ao porta-enxerto GF677, resultando em 14,7; 16,0 e 10,5 brotos, respectivamente. Para a altura média dos brotos, os porta-enxertos Capdeboscq e GF677 foram superiores à seleção VP411 com 9,3; 8,9 e 7,8 mm, respectivamente. O porta-enxerto Capdeboscq foi superior ao porta-enxerto GF677 e à seleção VP411 na variável número de brotos >20 mm com 2,0; 1,3 e 1,0 brotos, respectivamente.

Multiplicação in vitro do porta-enxerto de Prunus spp. 'Carelli'

No Brasil, a falta de porta-enxertos para as Prunáceas, principalmente de origem clonal, tem incentivado a seleção de novas variedades e o uso de técnicas de cultura in vitro para a propagação. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de multiplicação in vitro do porta-enxerto 'Carelli' sob efeito de diferentes concentrações da citocinina 6-benzilaminopurina (BAP). Segmentos nodais com 0,5 cm de comprimento foram inoculados em meio de cultura de Lepoivre, suplementado com 0,0; 0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 mg.L-1 BAP. Estes segmentos nodais são oriundos de pl��ntulas preestabelecidas in vitro, após duas subculturas em meio de cultura de Lepoivre, suplementado com 0,5 mg.L-1 de BAP. As avaliações para número de brotos por explante e altura média das brotações foram realizadas após 21 dias de cultura in vitro. Os resultados mostraram que os tratamentos com BAP não apresentaram diferenças significativas entre si. A taxa média de multiplicação foi de 3,3 a 3,4 brotos por explante. O tratamento sem adição de BAP não apresentou a formação de brotações axilares, mas resultou em brotos com maior altura média (16,2 mm). O uso de BAP afetou significativamente a altura das brotações, e o acréscimo nas suas concentrações reduziu o comprimento das mesmas. Concentrações de BAP superiores a 1,0 mg.L-1de BAP reduziram o comprimento das brotações e promoveram hiperidricidade. O uso de 0,5 mg.L-1 de BAP promoveu a formação de 3,3 brotos por explante com 11,0 mm de altura média, em condições adequadas para o enraizamento.

Impact of different drying parameters on color, β-carotene, antioxidant activity and minerals of apricot (Prunus armeniacaL.)

Abstract Apricot is one of the fruits dried by using different methods, such as sun, convective or microwave drying. The effects of drying methods on the components of this fruit differ depending upon the temperature or time parameters. In this research, the impacts of convective, microwave and microwave–convective drying techniques on color, β-carotene, minerals and antioxidant activity of apricots were investigated. The color values (L*, b*,ΔEab, h° and C*ab) of dried fruit were decreased, while the a* values increased. Compared with a fresh sample, the dried apricots showed a 1.4-3.9-fold proportional increase in β-carotene based on the increment of dry matter. The samples dried at high temperature and microwave levels, at 75 °C+90 watt and 75 °C+160 watt, showed lower antioxidant activity. Of the different drying treatments, the microwave-convective method (50 °C+160 watt) obtained a higher β-carotene content while maintaining antioxidant activity with a short drying time.

Effect of wounds applied to the bases of herbaceous cuttings on the rooting of four Japanese apricot clones (Prunus mume Sieb. et Zucc.) in an intermittent mist system

The Japanese apricot (Prunus mume Sieb. et Zucc.) is a fruit tree of the Rosaceae family which produces very acid and bitter fruits, highly appreciated by Orientals. In Brazil, this species has been studied as a rootstock for peach and nectarine trees, its main advantage being the reduction in plant vigour, which can favour the production of compact trees and orchard cultural treatments. This study was conducted in the Vegetable Production Department of FCAV/UNESP, Jaboticabal Campus, São Paulo State, Brazil, and the objective was to examine the effect of wounding the herbaceous cutting bases on the rooting of four Japanese apricot clones. The clones were obtained from plants under cultivation in the Instituto Agronomico de Campinas, Brazil, and were identified as Clones 02, 05, 10 and 15. The stock plants, obtained through herbaceous cuttings, were maintained under lath house conditions (50% of natural light). Cuttings 12 cm long with 3 to 5 leaves were collected from these clones and prepared. The experiment was carried out in a completely randomised design with 4 repetitions of 20 cuttings per replication, in a factorial 4 x 2 design, the clone factor having 4 levels (Clones 02, 05, 10 and 15) and the wounding factor at 2 levels of incisions into the cutting base (with and without). All the cuttings were treated with 2000 mg.L-1 of IBA for five seconds. Differences between the clones were observed concerning the rooting percentage, dead cuttings, number and length of roots. The incision (wound) at the base of the herbaceous cuttings of the Japanese apricot increased the number of roots and improved the distribution of these in the damaged tissue but the results were not considered sufficiently beneficial to make the treatment worthwhile.