Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/35492
Type: Tese
Title: Vellozia gigantea (Velloziaceae) e seus fungos endofíticos: diversidade e bioprospecção de substâncias bioativas
Authors: Mariana Costa Ferreira
First Advisor: Luiz Henrique Rosa
First Referee: Mariana Vieira
Second Referee: Viviane Alves Gouveia
Third Referee: Valéria Martins Godinho
metadata.dc.contributor.referee4: Iara Furtado Santiago
Abstract: Os micro-organismos endofíticos, aqueles que residem assintomaticamente no interior dos tecidos vegetais por pelo menos um período do seu ciclo de vida, podem desempenhar diferentes efeitos na ecologia da planta hospedeira, no seu estado saudável e em sua evolução. Estes micro-organismos são estudados quanto a sua capacidade em produzir diferentes metabólitos bioativos de interesse na medicina e agricultura. Entre as plantas alvos para estudos da comunidade de fungos endofíticos, aquelas consideradas endêmicas parecem representar uma promissora alternativa para caracterização de espécies raras e/ou produtoras de moléculas bioativas. Neste contexto, a espécie vegetal Vellozia gigantea N.L. Menezes & Mello-Silva (Velloziaceae), uma monocotiledônea recentemente descrita, endêmica do Brasil e considerada rara, tendo a sua história e a biologia pouco conhecida até o presente momento representa um alvo interessante para obtenção de fungos endofíticos associados. A partir do exposto acima, o presente trabalho tem como propostas conhecer a diversidade da comunidade de fungos endofíticos associados a V. gigantea, bem como avaliar sua capacidade em produzir metabólitos bioativos. Fragmentos das folhas e raízes adventícias de V. gigantea foram desinfestados superficialmente e utilizados para isolamento dos fungos endofíticos. A partir do material amostrado foram obtidos 326 isolados, 321 fungos filamentosos e cinco leveduras, os quais foram agrupados em morfoespécies a partir de suas características morfológicas e moleculares. A identificação dos fungos filamentosos foi realizada por meio do sequenciamento da região transcrita interna ITS-5.8S da região do gene do rDNA, bem como pelo sequenciamento parcial do gene da β-tubulina e RNA polimerase II; as leveduras foram submetidas ao sequenciamento dos domínios D1/D2 da subunidade maior do DNA ribossomal. Ao final do processo de identificação foram caracterizadas 87 25 unidades taxonômicas distintas (UTD), as quais pertecem ao filo Ascomycota. A classe Sordariomycetes foi predominante e representada por 81% dos isolados obtidos, seguida por Dothideomycetes com 12%. As classes Leotiomycetes (4%) e Eurotiomycetes (2%) também foram encontradas, porém em menor frequência. Inseridos em Sordariomycetes foram encontrados os gêneros Clonostachys, Colletotrichum, Daldinia, Diaporthe, Fusarium, Trichoderma, Muscodor, Nigrospora, Pestalotiopsis, Neopestalotiopsis e Xylaria. Entre os Dothideomycetes foram identificados os gêneros Bipolaris, Peyronellaea, Paraconiothyrium, Pallidocercospora, Mycosphaerella, Guignardia e Pseudocercospora. Como representantes da classe Leotiomycetes foram obtidos táxons pertencentes aos gêneros Pezicula, Coccomyces, Myxotrichum e um táxon identificado dentro da ordem Helotiales. Em Eurotiomycetes foram caracterizadas espécies pertencentes ao gênero Penicillium e um táxon classificado dentro da família Herpotrichiellaceae.Também foram identificadas as leveduras Yamadazyma michaelii, Lodderomyces (Candida) parapsilosis, bem como uma nova espécie identificada como Yamadazyma riverae sp. nov. Quando comparado com estudos correlacionados, a diversidade da comunidade de fungos endofíticos associados a V. gigantea apresentou-se alta (Fisher-α = 42,68), com grande riqueza de espécies (Margalef = 15,21) e ausência de dominância de táxons (Simpson = 0,96). Com o objetivo de avaliar a capacidade de produção de metabólitos bioativos, os fungos foram cultivados no meio de cultura Agar Batata Dextrosado e seus metabólitos extraídos com o solvente diclorometano. Os extratos obtidos foram avaliados quanto à atividade antimicrobiana e antiparasitária pelo método de microdiluição em placa, e, em seguida, caracterizados quimicamente para a determinação de suas moléculas bioativas. A partir do extrato do fungo Diaporthe miriciae UFMGCB 9720, o qual apresentou potencial antimalárico, foi identificado a substância epoxicitocalasina H, a qual apresentou atividade nas concentrações de 51,7 e 39,3 ng/mL contra P. falciparum sensível a cloroquina (D6) e resistente a cloroquina (W2), respectivamente; atividade esta nunca anteriormente relatada. A partir dos extratos antimicrobianos dos fungos Trichoderma effusum UFMGCB 9736, Penicillium adametzii 20 UFMGCB 9829 e 9894 e Penicillium quebecense UFMGCB 9928 foram identificados, por meio de Cromatografia Gasosaa acoplada a Detector de Ionização de Chama (CG-DIC), diferentes ácidos graxos (capróico, palmítico, palmitoléico, esteárico, oléico e linoleico) bioativos. Também foi avaliado o potencial bioativo das folhas e raízes adventícias de V. gigantea. A partir do extrato das raízes adventícias foram isolados quatro novos diterpenos identificados como: (8(9),15-isopimaradien-1,3,7,11-tetraone, 7-oxo-8,11,13-cleistanthatrien-3-ol, 3,20-epoxy-7-oxo-8,11,13-cleistanthatrien-3-ol, e 20-nor-3,7-dioxo-1,8,11,13-cleistanthatetraen-10-ol) com atividades herbicidas. A partir dos resultados obtidos é possível afirmar que folhas e raízes de V. gigantea, uma espécie endêmica do Campo Rupestre do estado de Minas Gerais, Brasil, abrigam uma comunidade de fungos endofítcos altamente diversa e com potenciais fungos produtores de metabólitos bioativos. Além disso, os tecidos vegetais de V. gigantea demonstram ser uma promissora fonte de novos metabólitos de interesse na agricultura.
Abstract: Endophytic microorganisms, those residing asymptomatically within plant tissues for at least one period of their life cycle, may have different effects on the ecology of the host plant, its healthy state and its evolution. These microorganisms have been studied for their ability to produce different bioactive metabolites of interest in medicine and agriculture. Among the target plants for studies of the endophytic fungi community, those considered endemic seem to represent a promising alternative for the characterization of rare and/or bioactive molecule producers. In this context, the plant species Vellozia gigantea N.L. Menezes & Mello-Silva (Velloziaceae), a recently described monocotyledon, endemic to Brazil and considered rare, with its history and biology little known until the present moment represents an interesting target for obtaining associated endophytic fungi. From the above, the present work aims to know the diversity of the community of endophytic fungi associated with V. gigantea, as well as to evaluate its capacity to produce bioactive metabolites. Fragments of the leaves and adventitious roots of V. gigantea were surface disinfested and used for the isolation of endophytic fungi. From the sampled material were obtained 326 isolates, 321 filamentous fungi and five yeasts, which were grouped from their morphological and molecular characteristics. Fungi identification was performed by sequencing the internal transcribed region ITS-5.8S of the rRNA gene region, as well as by the partial sequencing of the β-tubulin gene, RNA polymerase II. At the end of the identification process, 84 distinct taxonomic units (UTD) were characterizeds, which belong to the Ascomycota phylum. The Sordariomycetes class was predominant representing 81% of the isolates obtained, followed by Dothideomycetes with 12%. The classes Leotiomycetes (4%) and Eurotiomycetes (2%) were also found, but less frequently. Inserted in Sordariomycetes were found the genera Clonostachys, Colletotrichum, Daldinia, Diaporthe, Fusarium, Trichoderma, Muscodor, Nigrospora, Pestalotiopsis, Neopestalotiopsis and Xylaria. Among the Dothideomycetes were identified the genera Bipolaris, Peyronellaea, Paraconiothyrium, Pallidocercospora, Mycosphaerella, Guignardia and Pseudocercospora. As representatives of the class Leotiomycetes were found taxa belonging to the genus Pezicula, Coccomyces, Myxotrichum and a taxon identified within the order Helotiales. In Eurotiomycetes, species belonging to the genus Penicillium and a taxon classified within the family Herpotrichiellaceae were characterized. Yeasts Yamadazyma michaelii, Lodderomyces (Candida) parapsilosis, as well as a new species identified as Yamadazyma riverae sp. Nov. When compared to correlated studies, the diversity of the endophytic fungi associated with V. gigantea was high (Fisher-α = 42.68), with great species richness (Margalef = 15,21) and absence of taxon dominance (Simpson = 0.96). In order to evaluate the production capacity of bioactive metabolites, the fungi were cultivated in BDA for 15 days and their metabolites extracted with the dichloromethane solvent. The extracts obtained were evaluated for antimicrobial and antiparasitic activity by the plate microdilution method, and chemically characterized for the determination of the bioactive compounds. From the extract of Diaporthe miriciae UFMGCB 9720, which showed antimalarial potential, the compound epoxycyclalasin H was identified, showing activity at concentrations of 51.7 and 39.3 ng / mL against P. falciparum chloroquine sensitive (D6) and to P. falciparum Chloroquine resistant (W2), respectively, activity is never previously reported for this molecule. From the fungal extracts of Trichoderma effusum UFMGCB 9736, Penicillium adametzii UFMGCB 9829 and 9894, Penicillium quebecense UFMGCB 9928, were identified by Gas Chromatography coupled to Flame Ionization Detector (GC-FID), differetns fatty acid (caproic, palmitic, palmitolytic, stearic, oleic and linoleic). The biotechnological potential of the leaves and adventitious roots of V. gigantea was also evaluated. From the extract of the adventitious roots, we isolated four new diterpenes (8 (9), 15-isopimaradien-1,3,7,11-tetraone, 7-oxo-8,11,13-cleistanthatrien-3-ol, 20-epoxy-7-oxo-8,11,13- cleistanthatrien-3-ol, and 20-nor-3,7-dioxo-1,8,11,13-cleistanthatetraene-10-ol) with potential phytotoxic and pesticide activities. From the results obtained is possible to affirm that leaves and roots of V. gigantea, an endemic species of Campo Rupestre of the state of Minas Gerais, Brazil, harbor a community of highly diverse endophytic fungi with potential metabolite-producing fungi Bioactives. In addition, the plant tissues of V. gigantea demonstrate to be source of new metabolites of interest in agriculture.
Subject: Microbiologia
Velloziaceae
Fungos endofíticos
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/35492
Issue Date: 20-Jan-2017
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