Investigation phytochimique d'une plante médicinale malgache Hypoestes serpens (Vahl) R. Br. (Acanthaceae) variété glabre et étude comparative avec la variété poilue

Résumé A Madagascar, comme dans plusieurs pays en développement, une grande partie de la population utilise les plantes pour se soigner. Plusieurs espèces des plantes sont ainsi utilisées en médecine traditionnelle malgache. Par ailleurs, la plupart de ces plantes ne font l'objet que de très peu d'étude scientifique. En effet, dans le cadre de l'investigation phytochimique de plantes utilisées en médecine traditionnelle malgache et dans la recherche des nouvelles substances biologiquement actives, Hypoestes serpens (Vahl) R. Br. (Acanthaceae) a été étudiée. Elle se présente sous deux variétés (glabre et poilue) qui sont tous utilisées dans la région sud-centre de Madagascar pour traiter la blennorragie. De l'extrait dichlorométhanique des feuilles de H. serpens (Vahl) R. Br. variété glabre, 12 diterpénoides dont 8 nouveaux ont été isolés. Ils ont tous montré une activité antifongique contre un champignon pathogène des plantes, Cladosporium cucumerinum, dans la bioautographie directe sur CCM. Quelques-uns ont également présenté une activité contre une levure saprophyte chez l'homme, Candida albicans et une activité inhibitrice de l'enzyme acétylcholinesterase. Les diterpènoïdes sont déjà considérés comme les principaux métabolites secondaires du genre Hypoestes. Le fractionnement de l'extrait méthanolique a conduit à l'isolement de 5 glycosides des flavonoïdes dont 4 sous formes C-g,lycosides qui n'ont jamais été identifiés dans la famille Acanthaceae. Ces flavonoïdes ont présenté une activité antiradicalaire contre le DPPH. Le fractionnement et la purification des extraits ont été effectués à l'aide des différentes techniques chromatographiques telles que la chromatographie sur colonne ouverte, la filtration sur gel, la chromatographie liquide à haute pression, la chromatographie liquide à moyenne pression et la chromatographie liquide à basse pression. Par ailleurs, les structures des composés isolés ont été élucidées par des techniques spectroscopiques (UV, MS, RMN) et de méthode chimique (hydrolyse acide). En plus de ces techniques, certaines méthodes physiques (cristallographie par rayons-X, mesure de rotation optique) ont été réalisées pour confirmer certaines structures. Comme l'espèce Hypoestes serpens (Vahl) R. Br. se présente en deux variétés, une étude comparative a été effectuée. Cette étude avait montré que ces deux variétés ont une activité biologique similaire. Finalement, une technique analytique couplée, HPLC-UV-APC1-MS a permis de montrer la présence de toutes les substances isolées de la variété glabre dans la variété poilue. Second résumé Depuis des milliers d'almées, l'homme utilise les plantes pour se soigner. De nos jours, même avec le développement de la médecine moderne, la phytothérapie reste toujours la forme des soins de santé abordable et accessible pour la majorité des populations rurales des pays en développement. En outre, les plantes médicinales constituent une source potentielle de molécules biologiquement actives pour les industries pharmaceutiques et actuellement, on estime que 25% des médicaments commercialisés dans le monde sont à base de plantes Dans le cadre de la recherche des nouvelles molécules à intérêt thérapeutique qui pourraient devenir un médicament ou un modèle de structure ("lead compound") pour le développement de nouveaux médicaments, nous avons fait une étude sur l'espèce, Hypoestes serpens (Vahl) R. Br, plante utilisée en médecine traditionnelle malgache. Cette espèce existe en deux variétés, une glabre et une autre poilue qui sont tous utilisées dans la région sud-centre de Madagascar pour traiter la blennorragie. Par ailleurs, les tradipraticiens utilisent de préférence la variété poilue. Dans la première partie de ce présent travail, une investigation phytochimique de H serpens, variété glabre (variété moins utilisée) a d'abord été effectuée afm d'isoler et d'identifier le maximum des molécules biologiquement actives qu'elle contient. De ce fait, 17 composés dont 8 nouveaux ont été isolés. Les potentiels d'activités thérapeutiques des substances isolées ont ensuite été dépistés sur les différents cibles suivants.: deux souches de champignons (Cladosporium cucumerinum et Candida albicans), l'enzyme acétylcholinesterase et le radical DPPH. La deuxième partie de ce travail a été consacrée sur l'étude comparative des deux variétés (glabre et poilue) de H. serpens à la fois sur le plan biologique et sur le plan phytochimique. A l'issue de cette comparaison, nous avons constaté que l'utilisation de ces deux variétés en médecine traditionnelle malgache n'est pas un hasard ; les deux variétés avaient présenté une activité biologique très remarquable et contiennent les mêmes substances actives. Ces résultats démontrent les potentiels thérapeutiques de H serpens en médecine traditionnelle malgache et pourraient également encourager les tradipraticiens à utiliser la variété glabre tout en protégeant la variété poilue qui est en voie de disparition actuellement. En bref, l'investigation phytochimique de H. serpens justifiée par l'isolement et l'identification de certains de ses principes actifs ouvre la voie aux recherches des médicaments d'origine naturelle. Abstract In Madagascar, as in many developing countries, most people use plants to cure. A large number of plant species are employed in Malagasy traditional medicine. Moreover, most of these plants have been subject only very little scientific study. As part of a phytochemical investigation of plants used in Malagasy traditional medicine and in the search for new biologically active substances, Hypoestes serpens (Vah1) R.Br. (Acanthaceae) was investigated. This species exists in two varieties (glabrous and hairy) which are used in the south-center part of Madagascar to treat gonorrhoea. From the dichloromethane extract of the leaves of H. serpens (Vah1) R. Br. glabrous variety, 12 diterpenoids 8 of which were new, were isolated. They showed antifungal activity against the plant pathogen Cladosporium cucumerinum, in the direct TLC bioautography. Some of them also had activity against the yeast Candida athicans and inhibited acetylcholinesterase. The diterpenes are considered as the principal secondary metabolites of the genus Hypoestes. Fractionation of the methanol extract led to the isolation of 5 flavonoid glycosides, 4 of which were C-glycosides, never before identified in the Acanthaceae family. These flavonoids showed radical scavenging activity against DPPH. The fractionation and the purification of the extracts were achieved by different chromatographic techniques such as open-column chromatography, gel filtration, high- pressure liquid chromatography, medium-pressure liquid chromatography and low-pressure liquid chromatography. Moreover, the structures of the isolated compounds were elucidated by spectroscopic techniques (UV, MS, NMR) and chemical technique (acid hydrolysis). In addition, some physical methods (X-ray crystallography, measurement of optical rotation) were performed to confirm some structures. As the species Hypoestes serpens (Vah1) R. Br. is present in two varieties, a comparative study was carried out. This study showed that these two varieties had similar biological activity. Finally, a coupled analytical technique HPLC-UV-APCI-MS showed the presence of the same compounds in both the glabrous and hairy varieties.

Influence of emergence timing of weeds on the establishment of woody natives and ground cover species

Les invasions biològiques són produïdes per espècies transportades per l'home fora de la regió d'origen a altres regions on s'estableixen i expandeixen. Són actualment de les majors causes de perduda de biodiversitat, amb el canvi d'usos del sòl, tret rellevant en zones insulars. Comprendre mecanismes de competència amb les espècies autòctones és clau per gestionar el problema. L’experiment evidencia diferències de creixement de 7 plantes natives australianes (3 espècies d’eucaliptus, 3 espècies d’acàcia, 1 pasturatge natiu), competint intraespecífica (entre mateixa espècie) i interespecíficament (acàcies o eucaliptus convivint amb pasturatge natiu) plantejant tres tractaments (sense males herbes, males herbes i males herbes a posteriori) per definir la naturalesa de la interacció dels diferents tipus funcionals d'espècies. S’analitzen tendències temporals de creixement de plàntules, així com la supervivència. S’ha detectat una moderada correlació entre taxes de creixement d’espècies i mida de la llavor, (p ≈ 0.6), així com una correlació entre la supervivència i la humitat del sòl (p ≈ 0.5); efectes estacionals. A curt termini i en escenari de primavera la convivència amb males herbes reporta creixement nul. Tractaments sense males herbes, presenten major supervivència en escenaris en competència interespecífica. A llarg termini les espècies amb major supervivència són les que conviuen amb pasturatge natiu i sense males herbes, indicant un efecte beneficiós en espècies millor adaptades a la sequera (E. loxophleba).

Flora ornamental de Cerdanyola del Vallès, idoneïtat respecte les al·lèrgies i mesures pal·liatives

El pol·len de plantes alliberat durant la pol·linització pot produir al·lèrgies a persones sensibles amb tendència ascendent en el temps, provocant malestar i elevades pèrdues econòmiques. La mala planificació en flora ornamental urbana és, en part, responsable; aquest estudi identifica, ajudant-se de plànols de simple interpretació, els principals problemes d’aquesta en relació a les al·lèrgies en Cerdanyola. S’observa una elevada presència de gèneres amb alta al·lerginicitat, molts concentrats en determinades localitzacions, essent especialment perillosos en març i abril, i una sobreplantació d’Acer negundo. Millorar la qualitat de vida dels afectats passa principalment per disminuir el nombre d’espècies altament al·lergògenes prioritàriament en les localitzacions amb més perill, tasca que ha de ser idealment realitzada per un equip d’experts.

Una planta del Pirineu amaga el secret de la llarga vida

Els científics estudien una espècie vegetal que arriba a viure fins a 350 anys i que no mor a causa de l'envelliment, sinó per infeccions o condicions climàtiques adverses

Halimium halimifolium (L.) Willk. in Willk. et Lange subsp. halimifolium al Maresme (NE de Catalunya) = Halimium halimifolium (L.) Willk. in Willk. et Lange subsp. halimifolium in the Maresme (NE Catalonia)

Nota breu sobre la descripció de Halimium halimifolium subsp. halimifolium al Maresme

Myriophyllum aquaticum (Vell.) Verdc. (Haloragaceae), una espècie invasora en procés de naturalització als Països Catalans = Myriophyllum aquaticum (Vell.) Verdc. (Haloragaceae), an invasive species in the process of naturalisation in the Catalan Countries

Nota breu sobre la descripció de Myriophyllum aquaticum (Vell.) Verdc. (Haloragaceae) als Països Catalans

The Protein quality control system manages plant defence compound synthesis

Jasmonates are ubiquitous oxylipin-derived phytohormones that are essential in the regulation of many development, growth and defence processes. Across the plant kingdom, jasmonates act as elicitors of the production of bioactive secondarymetabolites that serve in defence against attackers. Knowledge of the conserved jasmonate perception and early signalling machineries is increasing, but the downstream mechanisms that regulate defence metabolism remain largely unknown. Herewe showthat, in the legumeMedicago truncatula, jasmonate recruits the endoplasmic-reticulum-associated degradation (ERAD)quality control system tomanagethe production of triterpene saponins, widespread bioactive compounds that share a biogenic origin with sterols. An ERAD-type RING membraneanchor E3 ubiquitin ligase is co-expressed with saponin synthesis enzymes to control the activity of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase (HMGR), the rate-limiting enzyme in the supply of the ubiquitous terpene precursor isopentenyl diphosphate. Thus, unrestrained bioactive saponin accumulationis prevented and plant development and integrity secured. This control apparatus is equivalent to the ERAD system that regulates sterol synthesis in yeasts and mammals but that uses distinct E3 ubiquitin ligases, of the HMGR degradation 1 (HRD1) type, to direct destruction of HMGR. Hence, the general principles for the management of sterol and triterpene saponin biosynthesis are conserved across eukaryotes but can be controlled by divergent regulatory cues.

Modulation of plant HMG-CoA reductase by protein phosphatase 2A: Positive and negative control at a key node of metabolism

The enzyme HMG-CoA reductase (HMGR) has a key regulatory role in the mevalonate pathway for isoprenoid biosynthesis, critical not only for normal plant development, but also for the adaptation to demanding environmental conditions. Consistent with this notion, plant HMGR is modulated by many diverse endogenous signals and external stimuli. Protein phosphatase 2A (PP2A) is involved in auxin, abscisic acid, ethylene and brassinosteroid signaling and now emerges as a positive and negative multilevel regulator of plant HMGR, both during normal growth and in response to a variety of stress conditions. The interaction with HMGR is mediated by B" regulatory subunits of PP2A, which are also calcium binding proteins. The new discoveries uncover the potential of PP2A to integrate developmental and calcium-mediated environmental signals in the control of plant HMGR.

Macròfits com a bioindicadors de la conca fluvial d'Alinyà

L’objectiu d’aquest projecte ha sigut analitzar la qualitat de l’aigua a la Conca fluvial d’Alinyà i esbrinar quins són els factors que la determinen. Per fer-ho s’han utilitzat els macròfits (mitjançant l’índex IM) com a bioindicadors de la qualitat dels boscos de ribera i de manera indirecta determinar la qualitat de l’aigua. Es conclou que els factors més influents en els resultats són: la maca de diversitat dels macròfits donada l’època de l’any del mostreig (a la tardor), l’augment de les masses forestals homogeneïtzant el paisatge, les fortes pluges d’enguany i la contaminació puntual al nucli urbà d’Alinyà.

Patrons de distribució de la flora invasora a la Vall d'Alinyà, evolució de la presència i propostes de gestió des de la perspectiva de l'ecologia aplicada

Tot i que la creixent amenaça de les plantes exòtiques invasores en els espais naturals és un fet evident, aquest problema és gairebé desconegut a la Vall d'Alinyà. Es van estudiar set punts de mostreig associats a quatre tipologies d'hàbitat per esbrinar la distribució de les plantes invasores en la Vall d'Alinyà, així com canvis recents en la seva composició, abundància i en el rang de distribució a partir de fonts bibliogràfiques. Es va desenvolupar un índex per quantificar la problemàtica de les invasions de flora exòtica en els diferents hàbitats estudiats. Els focus d'invasió van resultar estar associats a zones pertorbades, nuclis de població i baixes altituds. El canvi climàtic i els canvis en els usos del sòl podrien estar jugant un paper essencial en l'aparició de noves plantes invasores i en l'increment tant de l'abundància com de la cota altitudinal dels nivells més grans d'invasió. Tot i que la problemàtica associada a les plantes invasores en la Vall d'Alinyà és generalment baixa, algunes espècies com Senecio inaequidens representen una amenaça per a l'espai, motiu pel qual es proposa un pla de gestió per a la flora invasora.

Potential of local bio-geoengineering to mitigate dangerous temperature increases in a global warming scenario

Crops and forests are already responding to rising atmospheric carbon dioxide and air temperatures. Increasing atmospheric CO2 concentrations are expected to enhance plant photosynthesis. Nevertheless, after long-term exposure, plants acclimate and show a reduction in photosynthetic activity (i.e. down-regulation). If in the future the Earth"s temperature is allowed to rise further, plant ecosystems and food security will both face significant threats. The scientific community has recognized that an increase in global temperatures should remain below 2°C in order to combat climate change. All this evidence suggests that, in parallel with reductions in CO2 emissions, a more direct approach to mitigate global warming should be considered. We propose here that global warming could be partially mitigated directly through local bio-geoengineering approaches. For example, this could be done through the management of solar radiation at surface level, i.e. by increasing global albedo. Such an effect has been documented in the south-eastern part of Spain, where a significant surface air temperature trend of -0.3°C per decade has been observed due to a dramatic expansion of greenhouse horticulture.

Carbohydrate and nitrogen stores in Festuca paniculata under mowing explain dominance in subalpine grasslands

Cessation of traditional management threatens semi-natural grassland diversity through the colonisation or increase of competitive species adapted to nutrient-poor conditions. Regular mowing is one practice that controls their abundance. This study evaluated the ecophysiological mechanisms limiting short- and long-term recovery after mowing for Festuca paniculata, a competitive grass that takes over subalpine grasslands in the Alps following cessation of mowing. We quantified temporal variations in carbon (C) and nitrogen (N) content, starch, fructan and total soluble sugars in leaves, stem bases and roots of F. paniculata during one growth cycle in mown and unmown fields and related them to the dynamics of soil mineral N concentration and soil moisture. Short-term results suggest that the regrowth of F. paniculata following mowing might be N-limited, first because of N dilution by C increments in the plant tissue, and second, due to low soil mineral N and soil moisture at this time of year. However, despite short-term effects of mowing on plant growth, C and N content and concentration at the beginning of the following growing season were not affected. Nevertheless, total biomass accumulation at peak standing biomass was largely reduced compared to unmown fields. Moreover, lower C storage capacity at the end of the growing season impacted C allocation to vegetative reproduction during winter, thereby dramatically limiting the horizontal growth of F. paniculata tussocks in the long term. We conclude that mowing reduces the growth of F. paniculata tussocks through both C and N limitation. Such results will help understanding how plant responses to defoliation regulate competitive interactions within plant communities.

Variability of the radius growth at 25 years old Pinus uncinata Miller ex Mirbel in the North-East Spanish Pyrenees

It has been studied the variability of stem radial growth in four radius orientations at the age of 25 years old trees. The species was Pinus uncinata. The sampling sites, located in the North East Spanish Pyrenees belong to different plant communities. An ANOVA analysis was performed in order to find out which factors, the radio orientation, plant community of the site and tree itself are significative or have some kind of influence on the tree radial growth.

L'exploitation des ressources végétales dans les Pyrénées orientales durant l'holocène: analyse anthracologique des structures d'élevage, de four et de charbonnières dans l'Alt Urgell (Chaîne du Cadí) et la Vallée du Madriu (Andorre)

Dans ce travail, nous présentons le résultat des recherches anthracologiques réalisées sur des sites archéologiques de haute montagne dans les Pyrénées orientales. Cette recherche s’insère dans un projet d’archéologie du paysage. Les zones d’étude se situent dans les Pré-Pyrénées sur le versant méridional de la chaîne du Cadí (vallée de la Vansa, Alt Urgell), et dans la vallée du Madriu, située dans les Pyrénées axiales, en Andorre. Le but principal de l’analyse anthracologique a été de connaître et comprendre la dynamique et la relation qui unissent les populations qui ont occupé ces vallées avec le milieu forestier de haute montagne. Les échantillons ont été récupérés sur des structures archéologiques associés à l’exploitation forestière (charbonnières, fours pour la fabrication de résine), au pastoralisme (cabanes et enclos) et à l’exploitation minière-métallurgique (four de grillage), avec une chronologie qui débute au Néolithique Ancien et finit à l’époque moderne et contemporaine (XVIII-XIXe siècles). Les résultats indiquent une variabilité taxonomique pauvre avec la présence majoritaire du Pinus et la présence ponctuelle d’autres espèces arbustives (Ericaceae et Juniperus) et arborées, comme Betula alba ou Abies alba. Différentes formations végétales de haute montagne ont été identifiées, selon leur localisation en versant ensoleillé ou ombragé, ainsi que leur altitude. Les résultats montrent des traces d’exploitation forestière dès le Néolithique Ancien, une intensification des activités à l’Antiquité, même si l’impact anthropique majeur correspond à l’activité de charbonnage d’époque moderne.

Estudios de los restos vegetales de diversas muestras procedentes del abrigo de Son Gallard- Son Marroig: el resultado de los analisis de fitolitos.

[spa] Los fitólitos son microrestos síliceos que reproducen el tejido celular de las plantas. Su identificación y cuantificación en un yacimiento arqueológico permiten obtener información sobre el tipo de plantas utilizadas en un contexto determinado así como su distribución. Fueron realizados análisis de fitolitos en diversos niveles correspondientes a diferentes períodos cronológicos del abrigo de Son Gallard-Son Marroig. Los resultados obtenidos señalan una deposición de carácter «antrópico» de materia vegetal en dos de los niveles analizados (TB3 y UE5), aunque sin una selección aparente del tipo de plantas depositadas. Por otro lado las muestras analizadas de la Covacha Este parecen indicar que se trata del suelo de hábitat del abrigo sin una deposición intencionada de materia vegetal, mas allá de la derivada por el uso continuado del abrigo. [eng] Phytoliths are silica microremains that reproduce the cellular tissue of plants. The identification and quantification of phytoliths in archaeological sediments, allows for a better understanding of the utilised plants in a pecific area as well as the distribution of the plants used. Phytolith analyses were performed on different levels from different periods in Son Gallard-Son Marroig rockshelter. The results obtained show an «anthropological» deposition of plants in two of the studied levels (TB3 and UE5), without apparent selection of plants. On the other hand, the samples analyzed from the Covacha Este seem to indicate the presence of vegetal remains product of the continued use of the soils with no intentional deposition.