Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/79810
Type: Tese
Title: Caracterização de fungos endofíticos bioativos associados às espécies vegetais longínquas presentes em fragmento de Mata Atlântica do estado de Minas Gerais com potencial para aplicação contra doenças tropicais negligenciadas e de importância na agricultura
Authors: Marina Bahia de Menezes
First Advisor: Luiz Henrique Rosa
First Co-advisor: Mariana Costa Ferreira
Abstract: Fungos endofíticos tropicais, conhecidos por habitar diferentes tecidos vegetais sem causar dano aparente aos seus hospedeiros, são considerados fontes promissoras de produtos naturais biologicamente ativos, os quais podem ser aplicados em diferentes segmentos da biotecnologia. 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 longínquas, endêmicas e com adaptações particulares vem demonstrando representarem promissoras fontes para caracterização de espécies produtoras de moléculas bioativas. Neste contexto, espécies vegetais nativas da Mata Atlântica do Brasil representam alvos interessantes para bioprospecção de fungos endofíticos associados produtores de metabólitos bioativos. A partir do exposto, essa tese teve como objetivo conhecer o potencial dos fungos endofíticos associados às espécies vegetais longínquas de um fragmento de Mata Atlântica de Minas Gerais Swietenia macrophylla, Lecytis pisonis e Joannesia princeps capazes de produzir metabólitos secundários bioativos de interesse na medicina e agricultura. Fragmentos das folhas e raízes adventícias das plantas alvos foram amostrados e utilizados para isolamento dos fungos endofíticos. Um total de 372 isolados de fungos filamentosos foram obtidos, dos quais 201 obtidos dos tecidos de S. macrophylla, 52 de L. pisonis e 119 de J. princeps. Os fungos obtidos foram submetidos ao processo de fermentação sólida para obtenção dos seus metabólitos secundários. Desses, 12 fungos se mostraram produtores de substâncias herbicidas. Os isolados Pyricularia sp. UFMGCB 17499 e Diaporthe sp. UFMGCB 17510 exibiram atividade herbicida de amplo espectro carcterizado pela inibição das sementes dos alvos Allium schoenoprasum (monocotiledônea) e Lactuca sativa (dicotiledônea). Quatro extratos obtidos de táxons do gênero Colletotrichum (UFMGCB 17500, 174511, 17482 e 18126) exibiram atividade seletiva contra A. schoenoprasum, enquanto os isolados UFMGCB 17496 e 17485 exibiram efeito herbicida apenas para L. sativa. Além disso, os fungos obtidos foram avaliados quanto à produção de metabólitos capazes de inibir os parasitas Trypanosoma cruzi (doença de Chagas), Leishmania amazonensis (leishmaniose) e Plasmodium falciparum (malária), reconhecidos agentes causadores de doenças tropicais negligenciadas (DTNs). Sete fungos demonstraram ser produtores de metabólitos ativos contra os parasitas causadores de DTN. O extrato fúngico produzido a partir do fungo Fusarium sp. UFMGCB 17514 apresentou atividade tripanossomicida com IC50 = 4,39 µg mL-1 . A substância ativa identificada no extrato do táxon Fusarium sp. UFMGCB 17514 correspondeu a micotoxina beauvericina que exibiu atividade (IC50 = 1,6 µg mL-1 ). O extrato do fungo Fusarium sp. UFMGCB 18279 foi capaz de inibir P. falciparum (IC50 = 5,1 µg mL-1 ) e a análise putativa in sílico sugeriu que ciclosporina é a substância antimalárica produzida pelo fungo. Já o extrato do fungo Colletotrichum sp. UFMGCB 17511 inibiu formas amastigotas de L. amazonensis (IC50 =0,02 µg mL-1 ) e as análises in sílico sugeriram que a substância bioativa pertença a classe das glicerofosfocolinas. Além disso, os fungos endofíticos obtidos das raízes de S. macrophylla foram avaliados quanto a capacidade de estimular o desenvolvimento das plântulas de soja e feijão in vivo. Os isolados Fusarium sp. UFMGCB 18289 e 18290 foram capazes de induzir o ganho de biomassa seca e comprimento do caule das plântulas de Phaseolus vulgaris (feijão) por meio da adição do meio líquido fermentado. Por outro lado, táxons identificados como espécies de Fusarium e Dactylonectria foram capazes de inibir a geminação de sementes em plântulas de P. vulgaris (feijão) e Glycine max (soja). A partir dos resultados obtidos, o presente trabalho contribuiu para o conhecimento do potencial biotecnológico da comunidade de fungos endofíticos associados a plantas longínquas da Mata Atlântica do estado de Minas Gerais, os quais se mostram bons candidatos como produtores de metabólitos para uso contra DTNs e com potencial aplicação na agricultura. Apesar dos metabólitos bioativos dos táxons dos gêneros Fusarium e Colletotrichum serem conhecidos, os resultados dessa tese sugerem que os fungos avaliados podem ser considerados promissoras “fábricas” eucarióticas produtoras de metabólitos bioativos. Além disso, os fungos endofíticos das plantas longíquas também foram capazes de produzir metabólitos de interesse na agricultura, seja pela sua atividade herbicida ou pela capacidade de estimular o desenvolvimento de plântulas de interesse econômico. Ainda, os resultados também demonstraram que alguns fungos presentes em equilíbrio na raíz de S. macrophylla foram capazes de causar efeitos negativos em plântulas de feijão e soja in vivo, o que chama a atenção para a não devastação de ecossistemas naturais, incluindo plantas nativas que possuem uma comunidade endofítica em simbiose em seus tecidos.
Abstract: Tropical endophytic fungi, known to inhabit different plant tissues without causing apparent damage to their hosts, are considered promising sources of biologically active natural products, which can be applied in different segments of biotechnology. These microorganisms are studied as to their ability to produce different bioactive metabolites of interest in medicine and agriculture. Among the plants targeted for studies of the community of endophytic fungi, those considered distant, endemic and with “particular biology” have shown to represent promising sources for the characterization of species producing bioactive molecules. In this context, plant species native to the Atlantic Forest of Brazil represent interesting targets for bioprospecting of associated endophytic fungi producing bioactive metabolites. From the above, this thesis aimed to know the potential of endophytic fungi associated with distant plant species of an Atlantic Forest fragment of Minas Gerais Swietenia macrophylla, Lecytis pisonis and Joannesia princeps capable of producing bioactive secondary metabolites of interest in medicine and agriculture. Fragments of leaves and adventitious roots of the target plants were sampled and used to isolate endophotic fungi. A total of 372 isolates of filamentous fungi were obtained, of which 201 were obtained from the tissues of S. macrophylla, 52 of L. pisonis and 119 of J. princeps. The fungi obtained were submitted to the solid fermentation process to obtain their secondary metabolites. Of these, 12 fungi were shown to be producers of herbicide substances. Pyricularia sp. isolates UFMGCB 17499 and Diaporthe sp. UFMGCB 17510 exhibited broad-spectrum herbicide activity by inhibiting the seeds of the targets Allium schoenoprasum (monocotyledon) and Lactuca sativa (dicotyledonea). Four extracts obtained from taxa of the genus Colletotrichum (UFMGCB 17500, 174511, 17482 and 18126) exhibited selective activity against A. schoenoprasum, while the isolates UFMGCB 17496 and 17485 exhibited herbicide effect only for L. sativa. In addition, the fungi obtained were evaluated to produce metabolites capable of inhibiting the parasites Trypanosoma cruzi (Chagas disease), Leishmania amazonensis (leishmaniasis) and Plasmodium falciparum (malaria), recognized agents causing neglected tropical diseases (NTD). Seven fungi have been shown to be producers of active metabolites against the parasites causing NTD. The fungal extract produced from the fungus Fusarium sp. UFMGCB 17514 showed trypanosyactivity with IC50 = 4.39 μg mL-1. The active substance identified in Fusarium sp. UFMGCB 17514 corresponded to the mycotoxin beauvericin that exhibited activity (IC50 = 1.6 μg mL-1). The extract of the fungus Fusarium sp. UFMGCB 18279 was able to inhibit P. falciparum (IC50 = 5.1 μg mL-1) and the putative analysis in syl suggested that cyclosporine is the antimalarial substance produced by the fungus. The extract of the fungus Colletotrichum sp. UFMGCB 17511 inhibited amastigote forms of L. amazonensis (IC50 = 0.02 μg mL-1) and in syphilic analyses suggested that the bioactive substance belongs to the glycerophosphocholine class. In addition, the endophytic fungi obtained from the roots of S. macrophylla were evaluated for the ability to stimulate the development of soybean seedlings and beans in vivo. The isolates Fusarium sp. UFMGCB 18289 and 18290 were able to induce the dry biomass gain and stem length of Phaseolus vulgaris (beans) seedlings by adding the fermented liquid medium. On the other hand, lints identified as Fusarium and Dactylonectria species were able to inhibit seed towning in seedlings of P. vulgaris (beans) and Glycine max (soybean). Based on the results obtained, the present work contributed to the knowledge of the biotechnological potential of the community of endophytic fungi associated with distant plants of the Atlantic Forest of the state of Minas Gerais, which are shown to be good candidates as producers of metabolites for use against NTDs and with potential application in agriculture. Although the bioactive metabolites of the Fusarium and Colletotrichum are known, the results of this thesis suggest that the evaluated fungi can be considered promising eukaryotic "factories" producing bioactive metabolites. In addition, endophytic fungi of distant plants were also able to produce metabolites of interest in agriculture, either by their herbicide activity or by the ability to stimulate the development of seedlings of economic interest. Furthermore, the results also demonstrated that some fungi present in equilibrium at the root of S. macrophylla were able to cause negative effects in bean and soybean seedlings in vivo, this draws attention to the non-devastation of natural ecosystems, including native plants that have an endophytic community in symbiosis in their tissues.
Subject: Microbiologia
Endófitos
Bioprospecção
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/79810
Issue Date: 1-Jul-2022
metadata.dc.description.embargo: 1-Jul-2024
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Tese Marina_Versão depósito.pdf7.52 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.