The mutagenic potential of Clusia alata (Clusiaceae) extract based on two short-term in vivo assays

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudio de los factores que condicionan, a escala local, la presencia de Epidendrum rhopalostele (Orchidaceae): Implicaciones para su conservación

El análisis de los factores que determinan el establecimiento y supervivencia de orquídeas epífitas, incluyen: a) las condiciones microambientales de los bosques que las mantienen, b) preferencias por las características de los hospederos donde crecen, c) limitación en la dispersión de semillas, d) interacciones planta-planta, y e) asociaciones micorrízicas para la germinación y resultan esenciales para el desarrollo de estrategias para la conservación y manejo de este grupo de plantas. Este trabajo ha evaluado la importancia de estos factores en Epidendrum rhopalostele, orquídea epífita del bosque de niebla montano, a través de los análisis de los patrones espaciales de los árboles que la portan y de la propia orquídea, a escala de población, estudios de asociación y métodos moleculares. Estos últimos han consistido en el uso de marcadores AFLP para el análisis de la estructura genética de la orquídea y en la secuenciación-clonación de la región ITS para la identificación de los hongos micorrízicos asociados. El objetivo de esta tesis es, por tanto, una mejor comprensión de los factores que condicionan la presencia de orquídeas epífitas en los remanentes de bosque de niebla montano y una evaluación de las implicaciones para la conservación y mantenimiento de sus hábitats y la permanencia de sus poblaciones. El estudio fue realizado en un fragmento de bosque de niebla montano de sucesión secundaria situado al este de la Cordillera Real, en los Andes del sur de Ecuador, a 2250 m.s.n.m y caracterizado por una pendiente marcada, temperatura media anual de 20.8°C y precipitación anual de 2193 mm. En este fragmento se mapearon, identificaron y caracterizaron todos los árboles presentes con DBH > 1 cm y todos los individuos de Epidendrum rhopalostele. Así mismo se tomaron muestras de hoja para obtener ADN de todas las orquídeas registradas y muestras de raíces de individuos con flor de E. rhopalostele, uno por cada forófito, para el análisis filogenético de micorrizas. Análisis espaciales de patrones de puntos basados en la K de Ripley y la distancia al vecino más cercano fueron usados para los árboles, forófitos y la población de E. rhopalostele. Se observó que la distribución espacial de árboles y forófitos de E. rhopalostele no es aleatoria, ya que se ajusta a un proceso agregado de Poisson. De ahí se infiere una limitación en la dispersión de las semillas en el fragmento estudiado y en el establecimiento de la orquídea. El patrón de distribución de la población de E. rhopalostele en el fragmento muestra un agrupamiento a pequeña escala sugiriendo una preferencia por micro-sitios para el establecimiento de la orquídea con un kernel de dispersión de las semillas estimado de 0.4 m. Las características preferentes del micro-sitio como tipos de árboles (Clusia alata y árboles muertos), tolerancia a la sombra, corteza rugosa, distribución en los dos primeros metros sugieren una tendencia a distribuirse en el sotobosque. La existencia de una segregación espacial entre adultos y juveniles sugiere una competencia por recursos limitados condicionada por la preferencia de micro-sitio. La estructura genética de la población de E. rhopalostele analizada a través de Structure y PCoA evidencia la presencia de dos grupos genéticos coexistiendo en el fragmento y en los mismos forófitos, posiblemente por eventos de hibridización entre especies de Epidendrum simpátricas. Los resultados del análisis de autocorrelación espacial efectuados en GenAlex confirman una estructura genético-espacial a pequeña escala que es compatible con un mecanismo de dispersión de semillas a corta distancia ocasionada por gravedad o pequeñas escorrentías, frente a la dispersión a larga distancia promovida por el viento generalmente atribuida a las orquídeas. Para la identificación de los micobiontes se amplificó la región ITS1-5.8S-ITS2, y 47 secuencias fueron usadas para el análisis filogenético basado en neighborjoining, análisis bayesiano y máximum-likelihood que determinó que Epidendrum rhopalostele establece asociaciones micorrízicas con al menos dos especies diferentes de Tulasnella. Se registraron plantas que estaban asociadas con los dos clados de hongos encontrados, sugiriendo ausencia de limitación en la distribución del hongo. Con relación a las implicaciones para la conservación in situ resultado de este trabajo se recomienda la preservación de todo el fragmento de bosque así como de las interacciones existentes (polinizadores, micorrizas) a fin de conservar la diversidad genética de esta orquídea epífita. Si fuere necesaria una reintroducción se deben contemplar distancias entre los individuos en cada forófito dentro de un rango de 0.4 m. Para promover el reclutamiento y regeneración de E. rhopalostele, se recomienda que los forófitos correspondan preferentemente a árboles muertos o caídos y a especies, como Clusia alata, que posean además corteza rugosa, sean tolerantes a la sombra, y en el área del sotobosque con menor luminosidad. Además es conveniente que las orquídeas en su distribución vertical estén ubicadas en los primeros metros. En conclusión, la limitación en la dispersión, las características del micro-sitio, las interacciones intraespecíficas y con especies congenéricas simpátricas y las preferencias micorrízicas condicionan la presencia de esta orquídea epífita en este tipo de bosque. ABSTRACT The analysis of factors that determine the establishment and survival of epiphytic depends on factors such as a) microenvironmental conditions of forest, b) preference for host characteristics where orchids grow, c) seed dispersal limitation, d) plant-plant interaction, e) priority mycorrhizal associations for germination, are essential for the development of strategies for management and conservation. This work evaluated the importance of these factors in Epidendrum rhopalostele, an epiphytic orchid of montane cloud forest through the analysis of spatial patterns of host trees and the orchid, in a more specific scale, with association studies and molecular methods, including AFLPs for orchid population genetic structure and the sequencing of the ITS region for associated mycorrhizal fungi. The aim of this thesis is to understand the factors that condition the presence of epiphytic orchids in the remnants of montane cloud forest and to assess the implications for the conservation and preservation of their habitats and the persistence of the orchid populations. The study was carried out in a fragment of montane cloud forest of secondary succession on the eastern slope of Cordillera Real in the Andes of southern Ecuador, located at 2250 m a.s.l. characterized by a steep slope, mean annual temperature of 20.8°C and annual precipitation of 2193 mm. All trees with DBH > 1 cm were mapped, characterized and identified. All E. rhopalostele individuals present were counted, marked, characterized and mapped. Leaf samples of all orchid individuals were collected for DNA analysis. Root samples of flowering E. rhopalostele individuals were collected for phylogenetic analysis of mycorrhizae, one per phorophyte. Spatial point pattern analysis based on Ripley`s K function and nearest neighbor function was used for trees, phorophytes and orchid population. We observed that spatial distribution of trees and phorophytes is not random, as it adjusts to a Poisson cluster process. This suggests a limitation for seed dispersal in the study fragment that is affecting orchid establishment. Furthermore, the small-scale spatial pattern of E. rhopalostele evidences a clustering that suggests a microsite preference for orchid establishment with a dispersal kernel of 0.4 m. Microsite features such as types of trees (dead trees or Clusia alata), shade tolerance trees, rough bark, distribution in the first meters suggest a tendency to prefer the understory for their establishment. Regarding plant-plant interaction a spatial segregation between adults and juveniles was present suggesting competition for limited resources conditioned for a microsite preference. Analysis of genetic structure of E. rhopalostele population through Structure and PCoA shows two genetic groups coexisting in this fragment and in the same phorophyte, possibly as a result of hybridization between sympatric species of Epidendrum. Our results of spatial autocorrelation analysis develop in GenAlex confirm a small-scale spatial-genetic structure within the genetic groups that is compatible with a short-distance dispersal mechanism caused by gravity or water run-off, instead of the long-distance seed dispersal promoted by wind generally attributed to orchids. For mycobionts identification ITS1-5.8S-ITS2 rDNA region was amplified. Phylogenetic analysis was performed with neighborjoining, Bayesian likelihood and maximum-likelihood for 47 sequences yielded two Tulasnella clades. This orchid establishes mycorrhizal associations with at least two different Tulasnella species. In some cases both fungi clades were present in same root, suggesting no limitation in fungal distribution. Concerning the implications for in situ conservation resulting from this work, the preservation of all forest fragment and their interactions (pollinators, mycorrhiza) is recommended to conserve the genetic diversity of this species. If a reintroduction were necessary, distances between individuals in each phorophyte within a range of 0.4 m, are recommended. To promote recruitment and regeneration of E. rhopalostele it is recommended that phorophytes correspond to dead or fallen trees or species, such as Clusia alata. Trees that have rough bark and are shade tolerant are also recommended. Furthermore, regarding vertical distribution, it is also convenient that orchids are located in the first meter (in understory, area with less light). In conclusion, limitation on seed dispersal, microsite characteristics, plant-plant interactions or interaction with cogeneric sympatric species and mycorrhizal preferences conditioned the presence of this epiphytic orchid in this fragment forest.

Efecto terapeutico del Jicaro Sabanero (Crescentia alata H.B.K.), Madero negro (Gliricidia sepium (Jacq) y Neem (Azadirachta indica A. Jus) en dermatopatias de los conejos y diagnostico de las mismas en el Rancho Agropecologico en especies menores ebenezer, Niquinohomo, Nicaragua

Con el objetivo de determinar los principales agentes etiológicos de las dermatopatías en conejos y determinar el efecto terapéutico de tres tratamientos fitoterapéuticos 1) Jícaro Sabanero, 2) madero negro y 3) Neem, sobre las mismas, se realizó un estudio en el Rancho Agropecológico en especies menores, Ebenezer (RAEME), Niquinohomo, Nicaragua. El trabajo se realizó en 59 conejos divididos en cuatro grupos y sometidos a los diferentes tratamientos. Para evaluar la efectividad de los tratamientos se realizaron 3 aplicaciones de cada uno de ellos a sus respectivos grupos, con intervalos de siete días cada uno, durante 21 días; a excepción del jícaro que se aplicó tres días continuos, cada siete días, durante 21 días. Se determinó que los principales agentes etiológicos presentes en el estudio, fueron el ácaro Listrophorus sp, los hongos Mucor sp, Aspergillus sp, zygomices sp, Penicillium sp. De los tres tratamientos aplicados, el tratamiento a base de Neem (Azadirachta indica) fue el que presentó un efecto altamente significativo (P< 0.0001)sobre el control de las dermopatías y permitió un mejor grado de recuperación de los conejos tratados. El tratamiento a base de jícaro (Crescentia alata) presenta algún grado de efectividad para el control de las dermopatías encontradas. El tratamiento a base de madero negro (Gliricidia sepium ), presentó muy poca efectividad en el control de las dermopatías en estudio.

Análisis de la producción de semilla y componentes del rendimiento del jícaro (Crescentia alata HBK) en ocho localidades de Nicaragua

La semilla de jícaro (Cresentia alata HBK, Bignoniácea) es altamente nutritiva, lo que proviene a esta especie en un recurso a manejarse actualmente, por su potencial cultivo y agroindustria. En septiembre –Octubre 1983, cosecha de primera, se muestreo 10 árboles en parcelas mínimas de 5,625m2 en 8 diferentes sabanas de jícaro en el pacifico de Nicaragua. Se caracterizaron 16 descriptores morfológico del árbol. El procedimiento estadístico STEP –WISE mostro 19 correlaciones de 128 combinaciones, de las cuales las más altas se presentaron entre las características del fruto. Siendo las ecuaciones: 1rº y (peso de semilla por fruto).= 3.93 +0.04x (peso x fruto), r=0.72, P-0.05. 2dº y (peso de semilla por fruto)= -17.26 +4.43 X (diámetro del fruto),r=0.6.68, p-0.05; importantes para estimar la producción : el análisis de varianza mostró que la variación en producción de semilla por fruto no es significativa (P-0.05) entre arboles de una localidad, pero entre poblaciones de diferentes localidades la variación es altamente significativa, siendo mayor la producción en la zona más húmedas. Para estimar la producción es necesario usar los siguientes paramentos;: peso de semillas por fruto, números por frutos por árbol y número de árboles productivos por área; pudiéndose estimar el peso de semilla por fruto a través del peso del fruto o diámetro del fruto El estudio demostró que la producción de semilla es de 5.37 (X=192.86 +160.24) 548.74 kg /ha: siendo Somotillo, Chinandega; La Reynaga e IZAPA. León; las localidades de más alto s rendimientos.

Estudio preliminar de ensilaje de Pennisetum purpureum cv. Taiwán A-144 mas pulpa de jícaro (Crescentia alata HBK)

Se está desarrollando el cultivo de jícaro (Crescentia alata) y el procesamiento de sus frutos provee un subproducto: la Pulpa. Se vio necesario verificar el efecto que esta ejerce sobre el cambio químico y fermentativo en el proceso de ensilaje al mezclarla con forraje Taiwán. En la hacienda “las Mercedes” ubicada en el kilómetro once y medio de la carretera norte, Managua, se estableció un ensayo que duró 101 días, el que consistió en analizar el efecto de mezclar Taiwán con pulpa de jícaro a diferentes proporciones, sobre los cambios químicos y fermentativos que éste ejerce durante el proceso de ensilaje. Las porciones utilizadas fueron A-100% Taiwán, B 95% Taiwán más 5%, C-90% mas 10% pulpa y D 85% mas 15% pulpa. Se utilizaron solo de tipo trinchera a escala experimental con capacidad de 41.6 kg., los que fueron muestreados a los 30, 40, y 50 días para sus respectivos análisis bromatológicos. Los resultados reportaron que el valor nutritivo de los ensilajes fue superior al encontrado en el material antes de ensilar: El alto contenido de proteína bruta encontrada en la proporción D, no favoreció un mejor comportamiento de los A:G:V:, ya que esta condujo a un cambio del patrón fermentativo en relación con las demás proporciones, predominantes en esta la fermentación acética: este cambio se debió al efecto temporizaste que las proteínas ejercen sobre el ensilaje dificultando la estabilidad del mismo. La proporción que mostró mejor comportamiento en los parámetros fermentativos fue la B, la que también registro un contenido de proteínas bruta por encima del 10%. Se requiere continuar estudios con el fin de encontrar un valor proporcional óptimo de Taiwán, mas pulpa de jícaro en el rango comprendido entre 5 y 10%.

Estudio de las cualidades nutricionales e industriales del crescentia alata HBK. en Nicaragua

El árbol de Crescentic alata H.B.K encontrado en las sabanas de nuestro país, alcanza un tamaño de 4 a 8 metros, diámetro de tallo de 0.1 a 0.25 metros, corteza gris, hojas trifoliadas, flores color amarillo, hermafroditas y colocadas en ramas y tallo principal, comienzan a salir de Abril a Noviembre. de flor a fruto hay un termino de tiempo de 240 a 270 días. Los frutos tienen largo y diámetro que oscilan entre 8 a 15 cms. y sus formas son múltiples de acuerdo a la variedad. Con excepción de una variedad de fruto que tiene parte de su pulpa endurecida y que al campesino nomina "garabatillo", el resto es consumida normalmente en el campo por el ganado vacuno, equino, porcino, aves de corral y el hombre que utiliza la pulpa como medicamento. La semilla se utiliza para refrescos, confituras y manjares. Para fines industriales existe una variedad de fruto conocida por el campesino como "mediana"; esta tiene largo y diámetro de 10 cms. y un promedio de semillas de 800, que es una cifra no alcanzada por otras variedades que como máximo llegan a 500. La variedad mediana es la que mas rinde al procesador de semillas y por tanto es la preferida al cosecharse. La cantidad de frutos por planta va de acuerdo al tamaño de ellas, oscilando entre 300 a 1000, pero cuando existe la competencia de otras especies de planta y el terreno es pedregoso la cosecha disminuye considerablemente, también disminuye cuando el árbol es parasitado por plantas epifitas e insectos como hormigas y comejenes. Todas las sabanas de nuestro país están localizadas en la región del pacifico y pertenecen al tipo de sabana de Crescentia alata H.B.K. Se observo en todas las zonas visitadas que ademas del Crescentia alata H.B.K. existen en la sabana otras especies de plantas de tipo espinoso que compiten por las condiciones de vida con Crescentia alata K.B.K. y hacen difícil su uso para ganadería. Dada la importancia que en Nicaragua se ha dado al fruto de Crescentia alata H.B.K. por sus variados usos, se efectuo analisis nutritivas son excelentes, pues su pulpa entera y semilla tienen niveles de nutrientes que justifican el empleo en dieteticos humana y animal. Estas cualidades nutricionales del fruto son explotadas actualmente por el ganadero quien lo proporciona maduro a su ganado, previo almacenamiento de 22 días para que alcance un grado particular que lo hace mas apetecido. Los campesinos de la zona conocida como "Jicote" en el departamento de Chinandega, explotan la industria de la semilla para lo cual se usan implementos rusticos fabricados por el procesador. La semilla se comercializa en el mismo lugar de proceso o en Chinandega, y el costo de producción, estimado para un quintal es de 71.60 dejando utilidades hasta de un 60%, sobre este costo.

Cultura de tecidos e análise do potencial antioxidante de Passiflora alata Curtis

Passiflora alata Curtis, comumente conhecida como maracujá-doce, é uma das espécies do gênero Passiflora cultivadas comercialmente, sendo consumida in natura devido ao seu gosto adocicado. Ela também é utilizada em todo o mundo como ornamental e na medicina popular. O objetivo deste trabalho foi o estabelecimento de diferentes estratégias para a cultura in vitro de P. alata e a análise da produção de substâncias antioxidantes nos materiais obtidos in vitro, em comparação com as plantas in vivo. Diferentes tratamentos visando à quebra da dormência das sementes foram avaliados para a germinação in vitro ou in vivo, além da incubação das sementes sob tipos distintos de luz. Para o estabelecimento das culturas primárias, apices caulinares e segmentos nodais das plântulas derivadas da germinação in vitro foram cultivados em meio MSM . A taxa de alongamento dos brotos e o número de nós por brotos das culturas primárias foram aumentados pela adição de água de coco ao meio. Plantas derivadas dessas culturas foram utilizadas como fontes de explantes nodais, internodais e foliares. O potencial morfogênico de sementes sem tegumento foi também avaliado. Calos friáveis foram induzidos a partir de segmentos nodais e foliares na presença de PIC, e aqueles obtidos a partir de folhas em meio suplementado com PIC a 28,9 μM foram selecionados para o estabelecimento de culturas de células em suspensão. Após o desenvolvimento de diferentes estratégias in vitro para P. alata, folhas de plantas in vivo foram utilizadas para a avaliação de parâmetros que afetam a extração de substâncias antioxidante. O potencial antioxidante foi determinado pelo ensaio DPPH e o conteúdo de fenóis totais foi determinado utilizando o método Folin-Ciocalteau. Após o desenvolvimento do protocolo de extração, a atividade antioxidante dos diferentes materiais in vitro foi também avaliada. A eficiência antirradicalar variou entre os sistemas de cultura estudados, sendo diretamente proporcional ao conteúdo de fenóis totais dos extratos. Esses resultados indicam que as estratégias para cultura in vitro de P. alata desenvolvidas neste trabalho representam alternativas para a multiplicação de plantas e produção de substâncias fenólicas com ação antioxidante.

Ocorrência de Phoma multirostrata em baru (Dipteryx alata) no Cerrado.

2008

Can we trust mass spectrometry for determination of arsenic peptides in plants:comparison of LC-ICP-MS and LC-ES-MS/ICP-MS with XANES/EXAFS in analysis of Thunbergia alata

The weakest step in the analytical procedure for speciation analysis is extraction from a biological material into an aqueous solution which undergoes HPLC separation and then simultaneous online detection by elemental and molecular mass spectrometry (ICP-MS/ES-MS). This paper describes a study to determine the speciation of arsenic and, in particular, the arsenite phytochelatin complexes in the root from an ornamental garden plant Thunbergia alata exposed to 1 mg As L(-1) as arsenate. The approach of formic acid extraction followed by HPLC-ES-MS/ICP-MS identified different As(III)-PC complexes in the extract of this plant and made their quantification via sulfur (m/z 32) and arsenic (m/z 75) possible. Although sulfur sensitivity could be significantly increased when xenon was used as collision gas in ICP-qMS, or when HR-ICP-MS was used in medium resolution, the As:S ratio gave misleading results in the identification of As(III)-PC complexes due to the relatively low resolution of the chromatography system in relation to the variety of As-peptides in plants. Hence only the parallel use of ES-MS/ICP-MS was able to prove the occurrence of such arsenite phytochelatin complexes. Between 55 and 64% of the arsenic was bound to the sulfur of peptides mainly as As(III)(PC(2))(2), As(III)(PC(3)) and As(III)(PC(4)). XANES (X-ray absorption near-edge spectroscopy) measurement, using the freshly exposed plant root directly, confirmed that most of the arsenic is trivalent and binds to S of peptides (53% As-S) while 38% occurred as arsenite and only 9% unchanged as arsenate. EXAFS data confirmed that As-S and As-O bonds occur in the plants. This study confirms, for the first time, that As-peptides can be extracted by formic acid and chromatographically separated on a reversed-phase column without significant decomposition or de-novo synthesis during the extraction step.

Senna alata leaves are a good source of propelargonidins

Proanthocyanidins (PA) in Senna alata leaves were investigated by thiolysis with benzyl mercaptan, LC–MS and NMR and consisted of almost pure propelargonidins with <6% procyanidins, had B-type linkages and a mean degree of polymerisation of three. Epiafzelechin was the major flavan-3-ol subunit (>94%) and epicatechin a minor constituent (6.4%) in residual PA and mainly detected as an extension unit.

Evaluation of the antioxidant activity of passion fruit (Passiflora edulis and Passiflora alata) extracts on stimulated neutrophils and myeloperoxidase activity assays

The antioxidant activity of methanol extracts from Passiflora edulis and Passiflora alata pulp, and P. edulis rinds, healthy or infected with the passion fruit woodiness virus (PWV), was investigated using the oxidant activities of the neutrophil and the neutrophil granule enzyme myeloperoxidase (MPO), both playing key roles in inflammation. The reactive oxygen species produced by stimulated neutrophils were evaluated by lucigenin-enhanced chemiluminescence (CL) and the activity of purified MPO was measured by SIEFED (Specific Immunological Extraction Followed by Enzymatic Detection), a technique for studying the direct interaction of a compound with the enzyme. The rind extracts of P. edulis possessed higher and dose-dependent inhibitory effects on CL response and on the peroxidase activity of MPO than total pulp extracts from both passion fruit species. The quantification of isoorientin in the extracts showed a correlation with their antioxidant activity, suggesting the potential of P. edulis rinds as functional food or as a possible source of natural flavonoids. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Propriedades antioxidantes de extratos de Passiflora alata Dryander e de Passiflora edulis Sims

O presente estudo investigou as atividades antioxidantes in vitro, ex vivo e in vivo dos extratos de folhas Passiflora alata e Passiflora edulis, plantas usadas na medicina popular e ricas em polifenóis, compostos com reconhecida atividade antioxidante. No modelo experimental in vitro, ambos os extratos demonstraram atividade antioxidante e proteção contra dano protéico induzido por glicose. Fatias de fígado de ratos foram utilizadas como modelo ex vivo. Tanto o extrato de P. alata quanto o extrato de P. edulis protegeram de forma significativa o dano protéico e a morte celular induzidos por FeSO4. Como a P. alata é uma droga oficial da Farmacopéia Brasileira, os efeitos antioxidantes deste extrato foram investigados in vivo. Ratos machos Wistar receberam tratamento intragástrico de extrato de folhas de P. alata (1 e 5 mg/kg), trolox (0,18 mg/kg) ou água (controle) durante 30 dias, seguido de uma dose de CCl4 (3 ml/kg, i.p.) no 30º dia. O dano hepático e os efeitos antioxidantes do pré-tratamento com extrato de P. alata foram avaliados em vários órgãos. Quando comparados ao grupo controle, os ratos pré-tratados com o extrato demonstraram dano hepático menor, evidenciado por um grau menor de necrose, níveis menores de lipoperoxidação e maior atividade das enzimas superóxido dismutase e catalase. Adicionalmente, níveis menores de lipoperoxidação cardíaca foram observados com o pré-tratamento de P. alata (5mg/kg). Os resultados obtidos neste estudo indicam que os extratos de Passiflora são fontes potenciais de antioxidantes naturais. Estudos adicionais investigando o papel de compostos isolados destes extratos em patologias humanas onde o estresse oxidativo está envolvido são necessários.