Researches involving plant derived products aiming to discover extractives useful for different purposes have been growing, and among them, essential oils (EO) are noteworthy. One of the main sources of EO is the Lamiaceae family. Belonging to this family, Hesperozygis ringens (Benth.) Epling is a native species from the Pampa biome, popularly known as espanta-pulga . This study aimed to evaluate the biological potential of EO from its leaves as allelopathic and larvicidal, as well as to check the seasonal and individual variability of yield and chemical composition of this oil. EO of four specimens were obtained from leaves collected in different seasons of a year and had their yield (% m/m) and chemical compositions determined. EO were extracted by hidrodestillation in Clevenger apparatus and analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID). The allelopathic potential of the EO was tested against seeds of Dicots and Monocots classified as bioindicators [Avena strigosa Schreb. and Lactuca sativa L.], weeds [Lolium multiflorum Lam and Bidens pilosa L.] and crops [Oryza sativa L. and Glycine max (L.) Merr.] by observing the following variables: germination, emergence velocity index, root length, shoot lenght and total length of seedlings. The tested concentrations were 0.25, 0.50, 1.00, 2.50 and 5.00%.The EO of H. ringens had also its larvicidal activity tested against larvae of Odonata in order to determine its 50% lethal concentration (LC50). Regarding the allelopathic tests on Dicotyledons, EO with 82.02% of pulegone inhibited completely the germination of B. pilosa at 5.00%, without affecting significantly L. sativa, but slowing the emergence and damaging root lengths and seedlings of G. max. Regarding the monocots, the same concentration strongly impaired L. multiflorum, without affecting the germination of O. sativa, but it influenced negatively the other evaluated parameters. In addition, the development of the seeds of A. strigosa was completely inhibited at the concentration of 2.50%. The yield of EO proved to be influenced by seasonality, being higher in spring, summer, and autumn. The yield also showed individual variability (1.15 a 4.38%), proving to be higher in specimen 4. The chemical composition of EO obtained from leaves collected in autumn, spring, and summer showed similar results. The production of the major constituent (pulegone) and the predominant class (oxygenated monoterpenoids) were favored in spring, summer, and autumn. These seasons proved to be more indicated for the EO extraction, since they enabled concomitantly higher yields and higher contents of oxygenated monoterpenoids and pulegone. Regarding the larvicidal activity, EO containing 95.18% of pulegone showed a LC50 of 69.05 µL L-1 against the Odonata larvae. / Pesquisas sobre produtos derivados de plantas visando à descoberta de extrativos úteis para diferentes fins são crescentes e, dentre estes, destacam-se os óleos essenciais (OE), tendo como uma de suas principais fontes a família Lamiaceae. Pertencente a ela, Hesperozygis ringens (Benth.) Epling é uma espécie nativa do bioma Pampa, conhecida popularmente por espanta-pulga. O presente trabalho teve como objetivos avaliar o potencial biológico do OE de suas folhas como alelopático e larvicida, bem como verificar as variabilidades sazonal e individual do rendimento e composição química desse óleo. O OE de quatro indivíduos foi obtido de folhas coletadas nas diferentes estações de um ano, determinando-se o rendimento do OE (% m/m) e as composições químicas das amostras. O OE foi extraído por hidrodestilação, em aparelho Clevenger e teve sua composição química analisada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) e cromatografia gasosa com detector de ionização em chama (CG-DIC). O potencial alelopático do OE foi testado em sementes de Dicotiledôneas e Monocotiledôneas, classificadas como bioindicadoras [Avena strigosa Schreb. e Lactuca sativa L.], plantas daninhas [Lolium multiflorum Lam. e Bidens pilosa L.] e culturas [Oryza sativa L. e Glycine max (L.) Merr.], através da avaliação das seguintes variáveis: germinação, índice de velocidade de emergência e comprimentos das raízes, partes aéreas e total das plântulas. As concentrações testadas foram: 0,25; 0,50; 1,00; 2,50; 5,00%. O OE de H. ringens também teve sua atividade larvicida testada em larvas de Odonata, a fim de determinar sua concentração letal 50% (CL50). Em relação aos testes alelopáticos sobre Dicotiledôneas, o OE com 82,02% de pulegona inibiu completamente a germinação de B. pilosa na concentração de 5,00%, sem afetar significativamente L. sativa, porém retardando a emergência e prejudicando os comprimentos de raiz e plântula de G. max. Em relação às monocotiledôneas, a mesma concentração prejudicou fortemente L. multiflorum, sem afetar a germinação de O. sativa, porém influenciando negativamente os demais parâmetros. Já o desenvolvimento das sementes de A. strigosa foi completamente inibido na concentração de 2,50%. O rendimento do OE demonstrou ser influenciado pela sazonalidade, sendo maior na primavera, verão e outono. O rendimento também apresentou variabilidade individual (1,15 a 4,38%), demonstrando ser mais elevado no indivíduo 4. Em relação à composição química, os OE obtidos de folhas coletadas no outono, primavera e verão apresentaram resultados semelhantes. A produção do constituinte majoritário (pulegona) e da classe predominante (monoterpenoides oxigenados) foram favorecidos naprimavera, verão e outono. Estas estações demonstraram ser as mais favoráveis para extração de OE por apresentar concomitantemente maiores rendimentos e teores mais elevados de monoterpenoides oxigenados e de pulegona. Quanto à atividade larvicida, o OE contendo 95,18% de pulegona apresentou uma CL50 de 69,05 µL L-1 frente a larvas de Odonata.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6649.pdf: 9701388 bytes, checksum: 3e40ab44238910a6a41ff07222755928 (MD5) Previous issue date: 2015-03-06 / Universidade Federal de Sao Carlos / The organization and dynamic of community are determined, among other factors, by the balance of positive and negative interactions of species. Research of plants with allelopathic activity comes from the need to introduce new alternatives in the management of agricultural pests. Species of Sapindaceae family are rich source of phytochemicals and have a huge potential for the production of secondary compounds with biopesticide activity. This study attempted to clarify the following issues: (1) leaves and stems/bark extracts of Serjania lethalis A. St.-Hil. and Sapindus saponaria L. could interfere in the diaspores germination and seedling growth of sesame (Sesamum indicum L.), radish (Raphanus sativus L.), wheat (Triticum aestivum L.)? (2) In addition, these extracts could affect the development of wild poinsettia (Euphorbia heterophylla L.) and barnyardgrass (Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv.), allowing thus the control of these weeds? (3) The fractionated extracts from S. saponaria could present insecticidal activity against the mortality of Toxoptera citricidus Kirkaldy (Homoptera: Aphididae) adults and nymphs? (4) Among the active extracts, which is most promising for start a bioprospecting, allowing isolate and identify the compounds present? To answer these questions bioassays were performed with ethanol or aqueous crude extract (2.5, 5.0, 7.5 and 10%, w/v) and tested with fractionated extract by liquid-liquid partition using hexane, ethyl acetate (EtOAc) and butanol. Leaf and stem/stem bark extracts of S. lethalis and S. saponaria were phytotoxic and inhibited the process of germination and seedling growth of weeds and cultivated species, showing concentration-dependent effect. The phytotoxic effect of the extracts ranged according to the receptor species, and, in most cases, the leaf extract showed greater inhibitory activity. For some variables, this effect was similar and even superior to commercial herbicide. One of the action modes was observed in root growth of sesame and wild poinsettia seedlings, wherein the extract caused a significant decrease in elongation of metaxylem cells. The EtOAc fraction from the ethanol extract of S. saponaria leaves showed inhibitory effect greater than the hexane fraction on the development of barnyardgrass and wild poinsettia seedlings. The phytochemical study of this fraction resulted in the isolation of 3-(1,2-dimethyl-5-oxabicyclo [2.1.1] hexan-2-yl) but-2-enoic acid, a monoterpene acid with spectroscopic characteristics not known in the literature. This compound also inhibited the germination and growth of weeds; however, the EtOAc fraction was more active in reducing seedlings growth. The hexane fraction from the ethanol extract of S. saponaria leaves showed phytotoxic effect on elongation of wheat coleoptile and caused high mortality of T. citricidus nymphs and adults. The main substances 22 identified in this fraction were flavonols derivative of kaempferol and quercetin, and these may be involved in the biological activity observed. Thus, S. saponaria may be a donor species of compound with insecticide and herbicide potential, and a good candidate to supply allelochemicals for future use in agriculture. / A organização e dinâmica de uma comunidade são determinadas, entre outros fatores, pelo balanço das interações positivas e negativas das espécies. A investigação de plantas com atividade alelopática vem de encontro com a necessidade de se apresentar novas alternativas no manejo de pragas agrícolas. As espécies da família Sapindaceae são uma fonte rica de fitoquímicos e possuem um imenso potencial para a produção de compostos secundários com atividade biopesticida. Assim, este trabalho tentou esclarecer as seguintes questões: (1) os extratos de folhas e caules/cascas de Serjania lethalis A. St.-Hil. e Sapindus saponaria L. poderiam interferir no processo de germinação dos diásporos e crescimento das plântulas de gergelim (Sesamum indicum L.), rabanete (Raphanus sativus L.) e trigo (Triticum aestivum L.)? (2) Além disso, esses extratos poderiam afetar o desenvolvimento do amendoim-bravo (Euphorbia heterophylla L.) e capim-arroz (Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv.), possibilitando, assim, o controle destas espécies daninhas? (3) Os extratos fracionados de S. saponaria poderiam apresentar atividade inseticida sobre a mortalidade de adultos e ninfas de Toxoptera citricidus Kirkaldy (Homoptera: Aphididae)? (4) Dentre os extratos ativos, qual o mais promissor para se iniciar uma bioprospecção, permitindo isolar e identificar os compostos presentes? Para responder essas perguntas foram realizados bioensaios com extratos brutos aquosos ou etanólicos (2,5; 5,0; 7,5 e 10%, m/v) e, posteriormente, testes com extrato fracionado por partição líquido-líquido utilizando hexano, acetato de etila (AcOEt) e butanol. Os extratos de folha e caule/cascas do caule de S. lethalis e S. saponaria foram fitotóxicos e inibiram o processo de germinação e o crescimento das plântulas de espécies cultivadas e daninhas, com efeito dependente da concentração. A fitotoxicidade dos extratos variou de acordo com a espécie receptora, sendo que, na maioria dos casos, o extrato foliar apresentou maior atividade inibitória. Para algumas variáveis, esse efeito foi similar e até mesmo superior ao do herbicida comercial. Um dos modos de ação observado foi no crescimento radicular das plântulas de gergelim e amendoim-bravo, em que os extratos ocasionaram uma diminuição significativa no alongamento das células do metaxilema. A fração AcOEt proveniente do extrato etanólico das folhas de S. saponaria apresentou efeito inibitório superior ao da fração hexânica sobre o desenvolvimento das plântulas de capim arroz e amendoim-bravo. O estudo fitoquímico dessa fração resultou no isolamento do ácido 3-(1,2-dimetil-5-oxabiciclo[2.1.1]hexan-2-il)but-2-enoico, um ácido monoterpeno com características espectroscópicas não conhecidas na literatura. Esse composto também inibiu a germinação e o crescimento das espécies daninhas; porém, a fração AcOEt atuou com mais intensidade na redução do crescimento dessas plântulas. Por outro lado, a fração hexânica oriunda do extrato etanólico de folhas de S. saponaria apresentou efeito fitotóxico sobre o alongamento dos coleóptilos de trigo e ocasionou elevada mortalidade sobre ninfas e 20 adultos de T. citricidus. As principais substâncias identificadas nessa fração foram os flavonóis derivados do caempferol e quercetina e, estes podem estar envolvidos na atividade biológica observada. Assim, S. saponaria pode ser uma espécie doadora de compostos com potencial inseticida e herbicida, sendo uma boa candidata para o fornecimento de aleloquímicos para uso futuro na agricultura.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJPNR.pdf: 3002286 bytes, checksum: 62a2e2cd9b25b8284d5df444cfa8fb99 (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / Both the biotic and abiotic characteristics of a habitat determine which species can live in this habitat. The frontier of two different habitats creates a transition zone, called ecotone. The transition of the Atlantica Forest and the Restinga is normally related to the presence of salt. The salt is a border line for vegetation. In costal habitats, the salt spray increases the salt in the soil, besides having a direct effect on the vegetations tissues. Riparian vegetation on the other hand, has its characteristics linked with the characteristics of the adjacent water bodies. We worked in an estuary in Caraguatatuba, São Paulo, where the Atlantic and Restinga Forests co-occurs in its margins. Our objective was to determine how the salt spray and the estuary water influence the composition of the vegetation of the arboreal component of its margins. Our results show abiotic and floristical composition differences between three different ambients. The characteristics of the estuary water and soil have little influence and the salt spray has great influence on the separation of these ambients, but the salt spray did. / As características bióticas e abióticas de um ambiente determinam quais espécies que vão ocupá-lo. O encontro de ambientes diferentes gera uma zona de transição, chamada ecótono. A transição de Mata Atlântica e restinga estão em geral relacionadas com alterações na salinidade. O sal é um fator limitante para a vegetação. Em ambientes costeiros, o spray marinho é um dos meios pelo qual o sal atinge as plantas. Vegetações ripárias, por outro lado, têm suas características ligadas aos corpos d água que as cercam. Trabalhamos em um estuário em Caraguatatuba, São Paulo, onde Restinga e Mata Atlântica e se encontram nas suas margens. Nosso objetivo foi determinar de que forma o spray marinho e as características da água do estuário influenciam a composição arbórea da sua margem. Os resultados indicam que existem diferenças na composição florística que nos permitem dividir a margem do rio em três diferentes ambientes. As características da água e do solo do estuário têm pouca influência sobre essa divisão, ao contrário do spray marinho, que tem grande influência sobre ela.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2411.pdf: 1852790 bytes, checksum: 59e732f774f4acfec1f2c3148f4d6104 (MD5) Previous issue date: 2009-03-26 / Pittosporum undulatum Vent., an Australian tree implicated in supression of tree recruiment in many ecosystems, is found invading secondary Araucaria forests in subtropical Brazil. The first chapter of this study aimed to investigate the role of allelopathy in the invasive proccess, accessing germination and growth of Bauhinia forficata Link. in presence of secondary metabolites from cheesewood leaves. Leachates in concentrations of 20%, 15%, 10% and 5% (w/v), extracts from dry material (10%; 7,5%; 5% and 2,5%) and coumarin solutions (2,5 mM; 1,25 mM; 0,625 mM and 0,3125 mM) were prepared. Petri-dishes germination bioassays, with countings done at each 12 hours, allowed to determinate both germinabilty and germination rate; polyethylene glicol (PEG 6000) solutions were used to evaluate osmotic effects. For seedlings growth, the three highest concentrations of each solution were tested and after seven days root and shoot lenght were measured. While germinability was only sensitive to extracts from dry material, the germination rate showed a dose-dependent curve for all solutions. In seedlings, roots were the most sensitive structure and severe morfo-anatomic anomalies were observed. The main purpose of the second chapter was to investigate the use of Pittosporum undulatum Vent. (cheesewood) leaves as a possible sustainable alternative for barnyard grass control. Leachates in concentrations of 20%; 15%; 10%; 5% and 2,5% (w/v), aqueous extracts from powdered leachated and non- eachated leaves (10%; 7,5%; 5%; 2,5% and 1,25%), coumarin solutions (2,5 mM; 1,25 mM; 0,625 mM and 0,3125 mM) and Roundup Original® according to label informations were prepared. Polyethylene glycol were also used. Both germinability and germination rate were determined by germination biossays, with countings done at each 12 hours. In growth experiments, seedlings were exposed for seven days, when root and shoot length were measured. All solutions, with exception of coumarins, caused only small inhibitory effects on germination. In relation to the growth, all treatments but control caused necrose, absence of hairs and dose-dependent lenght reduction in radicles. Hipocotiles were affected by phenolic compound, extracts from non-leachated leaves and gliphosate. Although the allelopathic effects, ecophisiological aspects relative to Pittosporum undulatum still need to be cleared before its leaves can be used as a herbicide. / A árvore australiana Pittosporum undulatum Vent. (Pittosporaceae) é encontrada diminuindo o recrutamento de espécies nativas em formações secundárias de Floresta Ombrófila Mista no sul do Brasil. O objetivo do primeiro capítulo desse estudo foi verificar a ação alelopática da espécie no processo invasivo, investigando a sensibilidade de sementes e plântulas de Bauhinia forficata Link. (pata-de-vaca) à compostos foliares de pau-incenso. Foram preparados extratos aquosos lixiviados nas concentrações de 20%, 15%, 10% e 5% (m/v), extratos aquosos obtidos do pó de folhas lixiviadas (10%; 7,5%; 5% e 2,5% ) e soluções de cumarina a 2,5 mM; 1,25 mM; 0,625 mM e 0,3125 mM. Bioensaios em placas de Petri, com contagens realizadas a cada 12 horas, permitiram determinar a germinabilidade e velocidade de germinação; soluções de polietileno glicol (PEG 6000) foram preparadas para analisar os efeitos osmóticos. Nos bioensaios de crescimento, utilizaram-se as três concentrações mais elevadas de cada solução, sendo, após sete dias, medidos o comprimento radicular e de parte aérea. Enquanto a germinabilidade mostrou-se sensível apenas aos extratos de pó de folhas, a velocidade de germinação apresentou resposta dose-dependente para todas as soluções testadas. Quanto ao crescimento, a radícula foi a estrutura mais sensível aos efeitos alelopáticos, sendo observadas alterações morfo-anatômicas. No segundo capitulo, objetivou-se investigar o uso de material foliar de pau-incenso como alternativa ao manejo do capim-arroz, uma gramínea resistente a herbicidas que traz problemas a plantações de arroz e à biodiversidade de planícies úmidas em todo o mundo. Foram preparados extratos aquosos foliares lixiviados nas concentrações de 20%; 15%; 10%; 5% e 2,5% (m/v), extratos aquosos obtidos do pó de folhas lixiviadas e não-lixiviadas (10%; 7,5%; 5%; 2,5% e 1,25%), soluções de cumarina a 5mM; 2,5 mM; 1,25 mM; 0,625 mM e 0,3125 mM e solução de Roundup® Original seguindo as recomendações do fabricante. Soluções de PEG também foram utilizadas. Para bioensaios de germinação, as contagens foram realizadas a cada 12 horas, sendo determinadas as porcentagens e velocidades germinativas; para o crescimento, plântulas de sete dias submetidas aos compostos tiveram medidos seus comprimentos de radícula e parte aérea. A germinação, apesar de fortemente inibida pela cumarina, foi pouco sensível às demais soluções. Quanto ao crescimento, as radículas analisadas apresentaram necrose, ausência de pêlos e redução dose-dependente do comprimento para todos os tratamentos com exceção do controle. Os hipocótilos foram afetados pelo composto fenólico, glifosato e extratos aquosos de folhas não-lixiviadas. Apesar da ação alelopática, aspectos ecofisiológicos relativos ao pau-incenso ainda devem ser esclarecidos para que suas folhas possam ser usadas como herbicida.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 858033 bytes, checksum: 47ecfa99d4daebf535cd0232206fe4c2 (MD5) Previous issue date: 2009-07-24 / This study aimed to evaluate the effects of homeopathic preparations of Conyza bonariensis in twelve dinamizations of two dilution’s proximate scales, centezimal and decimal. The plant Conyza bonariensis, agronomically considered na invader, mainly of soybean crops, in the south of Brazil. It has resistant biotypes to agrochemicals and it’s allelopathic activity was observed in laboratory experiments. Lettuce seeds of Regina variety, without chemicals, were used in allelopathic tests of germination and growth. The experiment followed a completely randomized design with 4 replicates, distilled water as treatment of control and 7 treatments: 10, 30, 50, 70, 90 and 100% of the aqueous extract of C. bonariensis. The plots were conditioned in BOD in the period of seven days under the conditions prescribed in the Rule Analysis Seeds (RAS). After the trial period, it was found by variance analysis, followed by a regression that high concentrations of aqueous extract of C. bonariensis interfered in germination and seedlings’s growth. The preliminary phytochemical screening of crude compound of C. bonariensis indicated the presence of organic acids and alkaloids. These secondary metabolites may be involved in the allelopathic activity observed in the plant. In order to analyze the presence of the same behavior of the plant, with ultra high dilutions it was obtained to the mother-tincture and the homeopathic preparations of C. bonariensis, according to the Homeopathic Brazilian Pharmacopoeia in the Homeopathy Laboratory of UFV. The experiments studied the effects of homeopathy in the proximate and decimal scales. Lettuce Plants of "Regina" were used as the test-plant, being parts of the plants from seeds treated with the crude extract of C. bonariensis in the pre-germination of 3 hours and part of plants from seeds weren’t treated. Both experiments followed the design in randomized blocks with 28 treatments and 4 replicates. The homeopaths were applied daily, 10 drops/100mL of deionized water in each plot/pot. Data were analyzed through variance analysis and compared averages, using the using the criterion of Scott-Knott, taking up the level of 5% probability. Considering the lettuce plants healthy bodies, it can be inferred that the quantified data characterize the pathogenesis of homeopathic preparations’s dinamizations. Each preparation served according to the principle of similarity. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos dos preparados homeopáticos de Conyza bonariensis em doze dinamizações nas duas escalas de diluição, centesimal e decimal. A planta Conyza bonariensis, considerada agronomicamente invasora de cultivos principalmente de soja no interior do sul do Brasil, tem biótipos resistentes aos defensivos agrícolas e foi verificada a atividade alelopática em experimentos laboratoriais. Sementes de alface da variedade Regina, sem defensivos, foram utilizadas nos testes alelopáticos de germinação e crescimento. O experimento seguiu o delineamento inteiramente casualizado com 4 repetições, água destilada como tratamento controle e 7 tratamentos: 10, 30, 50, 70, 90 e 100% do extrato aquoso de C. bonariensis. As parcelas foram condicionadas em BOD no período de sete dias, nas condições prescritas na Regra de Análise de Sementes (RAS). Após o período experimental, verificou-se pela análise de variância seguida de regressão que as altas concentrações do extrato aquoso de C. bonariensis interferiram na germinação e no crescimento das plântulas. A triagem fitoquímica preliminar do composto bruto de C. bonariensis indicou a presença de ácidos orgânicos e alcalóides. Esses metabólitos secundários podem estar envolvidos na atividade alelopática verificada na planta. A fim de analisar a presença do mesmo comportamento da planta, com ultradiluições foi obtida a tintura-mãe e os respectivos preparados homeopáticos de C. bonariensis de acordo com a Farmacopéia Brasileira Homeopática no Laboratório de Homeopatia da UFV. Em experimentos foram estudados os efeitos das homeopatias nas escalas centesimal e decimal. Plantas de alface “Regina” foram utilizadas como plantateste, sendo parte das plantas provenientes de sementes tratadas com o extrato bruto de C. bonariensis no período de pré-germinação de 3 horas e parte das plantas provenientes de sementes não tratadas. Os dois experimentos seguiram o delineamento em blocos ao acaso com 28 tratamentos e 4 repetições. As homeopatias foram aplicadas diariamente, 10 gotas/100mL de água deionizada em cada parcela/vaso. Os dados foram analisados por meio de análise de variância e as médias comparadas utilizando o critério de Scott-Knott adotando-se o nível de 5% de probabilidade. Considerando as plantas de alface organismos sadios, pode ser inferido que os dados quantificados caracterizam a patogenesia das dinamizações dos preparados homeopáticos. Cada preparado atuou conforme o princípio da similitude.

A alelopatia pode desempenhar um papel relevante na dinâmica de campos e também no manejo de plantas daninhas em pastagens. Na região dos campos do sul do Brasil, monoculturas de Eucalyptus têm sido plantadas. A vegetação é escassa sob os plantios, o que pode estar associado à alelopatia. Em uma perspectiva aplicada, aleloquímicos de Eucalyptus poderiam ser potencialmente empregados como herbicidas naturais. Esta tese tem como objetivo avaliar se a alelopatia pode ser um fator determinante na estruturação da vegetação campestre, e se pode consistir em uma potencial ferramenta no controle de plantas daninhas. No capítulo I, uma revisão sistemática foi feita, visando evidenciar tendências gerais, antigas e atuais na pesquisa sobre alelopatia em ecossistemas campestres, com foco nos métodos utilizados. O capítulo II objetivou avaliar a fitotoxidez do extrato aquoso e do óleo essencial das folhas da serapilheira de Eucalyptus saligna Sm. sobre espécies campestres em laboratório. No capítulo III, os efeitos das folhas da serapilheira de E. saligna sobre espécies campestres foram investigados em plantios, bem como se esses efeitos estavam relacionados à alelopatia. O capítulo IV visou avaliar o potencial bioherbicida do óleo essencial das folhas da serapilheira de E. saligna e determinar quais componentes estavam associados a sua fitotoxidez. No capítulo I, evidenciou-se a potencial relevância da alelopatia na dinâmica de campos e no manejo de plantas daninhas em sistemas cultivados. Além disso, observou-se que os trabalhos recentes sobre alelopatia melhoraram em alguns aspectos de desenho experimental, mas não em outros, e que há inconsistência na terminologia utilizada. No capítulo II, observou-se que as folhas da serapilheira de E. saligna apresentaram substâncias fitotóxicas que geraram estresse oxidativo e levaram a danos nas membranas, afetando a germinação e o crescimento de plântulas. No capítulo III, evidenciou-se que as folhas da serapilheira inibiram a vegetação campestre em plantios de E. saligna, mas os efeitos foram principalmente físicos, e efeitos alelopáticos não foram detectados. No capítulo IV, foi demonstrado o potencial do óleo essencial de E. saligna como herbicida natural. O óleo foi mais fitotóxico que seus componentes majoritários, mas isso variou com o método e com as espécies receptoras. Esta tese evidenciou que generalizações sobre fitotoxidez e alelopatia devem ser evitadas. Conclui-se que a alelopatia possui um potencial maior como alternativa no manejo de plantas daninhas do que como um fator atuante sobre o estabelecimento e desenvolvimento de espécies vegetais campestres. Um maior conhecimento sobre alelopatia e seus mecanismos pode levar a avanços na ciência e em áreas aplicadas. / Allelopathy may play a relevant role in dynamics of grasslands, and also in weed management in pastures. In Southern Brazilian grasslands region, Eucalyptus monocultures have been planted. Vegetation is scarce under plantations, which may be associated with allelopathy. In an applied perspective, Eucalyptus allelochemicals may be potentially employed as natural herbicides. This thesis aimed to evaluate if allelopathy may be a key factor shaping grassland vegetation, and if it consists in a potential tool for weed control. In chapter I, a systematic review was conducted, in order to evidence general, old and current trends in allelopathy research in grassland ecosystems, focusing in used methods. Chapter II aimed to assess the phytotoxicity of Eucalyptus saligna Sm. leaf litter aqueous extract and essential oil on grassland species, in laboratory conditions. In chapter III, effects of E. saligna leaf litter on grassland species were investigated in plantations, as well as if these effects were related to allelopathy. Chapter IV aimed to evaluate the bioherbicide potential of E. saligna leaf litter essential oil, and to determine which compounds were related to the oil phytotoxicity. In chapter I, the potential relevance of allelopathy was evidenced in dynamics of grasslands and in weed management in cultivated systems. Moreover, the review demonstrated that allelopathy research has improved in some experimental design issues, but not in others, and inconsistency in terminology was observed. In chapter II, Eucalyptus saligna leaf litter showed phytotoxic compounds that generated oxidative stress and led to membrane damage, affecting seeds and seedling growth. In chapter III, leaf litter was evidenced to inhibit grassland species in E. saligna plantations, but effects were mainly physical, and allelopathic effects were not detected. In chapter IV, the essential oil showed potential as a natural herbicide. In general, E. saligna essential oil was more phytotoxic than its major compounds, but this varied according to the method and the recipient species. This thesis evidenced that generalizations should not be made, neither about phytotoxicity, nor about allelopathy. In conclusion, allelopathy showed greater potential as a tool for weed management than as a relevant factor influencing establishment and development of grassland vegetation. A better knowledge about allelopathy and its mechanisms may lead to advances in science and in applied fields.

Cianobactérias desempenham importante papel ecológico em diversos ecossistemas terrestres e aquáticos. Contudo, tornam-se problema de saúde pública quando biossintetizam compostos secundários tóxicos, denominados cianotoxinas, as quais podem atuar sobre diversos organismos. Sistemas aquáticos impactados favorecem o desenvolvimento destes microrganismos, que podem tornar-se dominantes em função dos diversos mecanismos que lhes conferem vantagens adaptativas em relação aos demais grupos fitoplanctônicos. Muitas vezes, elas apresentam-se sob forma de florescimento, cuja toxicidade varia de acordo com espécies e cepas que o compõem. Apesar das cianobactérias Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis aeruginosa formarem florações, terem potencial tóxico, serem competitivas e estarem presentes em diversos reservatórios, é desconhecido o efeito da interação entre elas na produção de microcistina. Para esclarecer esta questão, nesta pesquisa, foi estudada a interação entre cepas de C. raciborskii e M. aeruginosa visando: caracterizar o cultivo das espécies em monocultura e cultura mista; verificar se o caráter tóxico das cepas favoreceu a competição; mensurar a microcistina de M. aeruginosa e avaliar o efeito da interação sobre esta variável. Em salas climatizadas de cultivo (22ºC, fotoperíodo 12h, 60 \'mü\'mol photon/\'M POT.2\'.s) experimentos de interação foram realizados em culturas batch compostas por três tratamentos: (1) monocultura de M. aeruginosa, (2) monocultura de C. raciborskii, (3) cultura mista de M. aeruginosa e C. raciborskii. Foram realizadas análises da densidade e biovolume dos organismos, da velocidade específica de crescimento (\'mü\') e tempo de duplicação (Td) e da concentração de microcistinas, clorofila-a e nutrientes. A interação reduziu em até 22% a \'mü\' das linhagens estudadas. Tanto C. raciborskii quanto M. aeruginosa apresentaram vantagem competitiva em pelo menos um dos ensaios e, no caso de linhagem tóxica de M. aeruginosa, verificou-se que o seu caráter tóxico favoreceu a competição da espécie com linhagem atóxica de C. raciborskii. Além disso, M. aeruginosa elevou em até 53% a síntese de microcistina ao interagir com C. raciborskii. Este processo poderia se relacionar a três principais mecanismos: competição por interferência, produção de alelopáticos e comunicação química. Estudos de balanços genéticos dos florescimentos bem como da possível comunicação química existente entre cianobactérias são ferramentas investigativas importantes que poderão ajudar no aprimoramento da prevenção e manejo de florações tóxicas. / Cyanobacteria play important ecological role in many terrestrial and aquatic ecosystems. However, they become a public health problem when synthesize secondary toxic compounds, known as cyanotoxins, which may act on several organisms. Impacted aquatic systems favor their growth and these microorganisms can become dominant due to mechanisms that confer them adaptive advantages in relation to other phytoplanktonic groups. Frequently, cyanobacteria can form water blooms, whose toxicity varies according to their species and strains composition. Although the cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii and Microcystis aeruginosa can form blooms, have toxic potential, are competitive and present in several reservoirs, it is unknown the interaction effect between them in the production of microcystins. To solve this question, the interaction among strains of C. raciborskii and M. aeruginosa was studied to: characterize the culture of the species in monoculture and mixed culture; check whether the character of toxic strains favored the competition; measure microcystin concentration produced by M. aeruginosa and evaluate interaction effect on this variable. In climatized growth room (22°C, 12h photoperiod, 60 \'mü\'mol photon/\'M POT.2\'.s) four interaction experiments composed by three treatments were performed in batch cultures: (1) monoculture of M. aeruginosa, (2) monoculture of C. raciborskii, (3) mixed culture of M. aeruginosa and C. raciborskii. Density and biovolume, specific growth rate (\'mü\'), doubling time (Td) and concentration of microcystin, chlorophyll-a and nutrients analyses were performed. The interaction reduced up to 22% the of studied strains. Both C. raciborskii and M. aeruginosa presented competitive advantage in at least one of the tests. In the case of toxic strain of M. aeruginosa, it was found that its toxic character favored the competition with non-toxic strain of C. raciborskii. Furthermore, M. aeruginosa increased by 53% the synthesis of microcystin while interacting with C. raciborskii. This process could be related to three main mechanisms: interference competition, communication and production of allelopathic chemicals. Genetical balance studies of blooms as the possible chemical communication existing among cyanobacteria are important investigative tools that might help prevention and management improvement of toxic blooms.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_tiago_zanatta_aumonde.pdf: 1079699 bytes, checksum: a746c53d407f8ae1707486f01d299977 (MD5) Previous issue date: 2012-11-19 / Plants can produce compounds with potential for inhibition of germination and initial growth of other plant species. The work was conducted at the Laboratory of Seed Physiology - UFPel in the years 2010 to 2012 and aimed to evaluate the effect of different concentrations of vegetable extracts on the physiology of lettuce and red rice seeds and seedlings. In Articles 1 and 2, we used extracts of leaves of Zantedeschia aethiopica e Philodendron bipinnatifidum at concentrations of 0, 6, 12, 25 and 50%, established from dilution of the 100% concentrated extract in distilled water. Target species as was used lettuce seeds. In the article 3, the red rice was a target species and used the leaves extract of P. bipinnatifidum at concentrations 0; 12; 25; 50 and 75%. Were evaluated the germination, first count germination, germination speed index, length of shoot and primary root, seedling total dry mass, electrical conductivity, chlorophyll content, activity of the enzymes, alfa-amylase, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbarto peroxidase (APX), lipid peroxidation, content of hydrogen peroxide and seedling emergence, length of organs and total dry mass of seedlings emerged. When lettuce seeds and seedlings were exposed to the action of the leaves extract of P. bipinnatifidum, the activity of the enzyme α-amylase changed in seed, first germination and germination test. The increasing of concentration the extract of Z. aethiopica and P. bipinnatifidum provided reduction of seedling emergence, changes in chlorophyll content and activity of the enzymes SOD, CAT, APX and lipid peroxidation in seedlings. The extracts negatively affected the physiological performance of lettuce and red rice seeds. Provided hydrogen peroxide accumulation with increasing concentration, damaging the integrity of cell membranes, contributing to oxidative stress and reducing the incidence of normal seedlings. / As plantas podem produzir compostos com potencial de inibição da germinação e do crescimento inicial de outras espécies vegetais. O trabalho foi realizado no Laboratório de Fisiologia de Sementes - UFPel, nos anos de 2010 a 2012 e objetivou avaliar o efeito de diferentes concentrações de extratos vegetais sobre a fisiologia de sementes e plântulas de alface e arroz-vermelho. Nos artigos 1 e 2, foram utilizados extratos de folhas maduras de Zantedeschia aethiopica e Philodendron bipinnatifidum nas concentrações 0; 6; 12; 25 e 50%, estabelecidas a partir da diluição do extrato 100% concentrado em água destilada. Como espécie alvo utilizou-se sementes de alface. No artigo 3, a espécie alvo foi arroz vermelho e utilizou-se o extrato de folhas maduras de P. bipinnatifidum nas concentrações 0; 12; 25; 50 e 75%. Foram avaliados a germinação, primeira contagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento de parte aérea e raiz primária, massa seca total de plântulas, condutividade elétrica, teores de clorofila, atividade das enzimas superóxido-dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbarto peroxidase (APX), peroxidação de lipídica, peróxido de hidrogênio e emergência de plântulas, comprimento de parte aérea e de raiz e massa seca total das plântulas emergidas. Em sementes e plântulas alface expostas a ação do extrato de folhas de P. bipinnatifidum, a atividade da enzima alfa-amilase foi alterada na semente, nas plântulas da primeira contagem e do teste de germinação. O aumento da concentração do extrato de Z. aethiopica e P. bipinnatifidum reduziu a emergência de plântulas, alterou os teores de clorofila e a atividade da SOD, CAT, APX e incrementou a peroxidação lipídica em plântulas. Os extratos afetaram negativamente o desempenho fisiológico das sementes de alface e arroz vermelho e proporcionaram acúmulo de peróxido de hidrogênio com o aumento da concentração, prejudicando a integridade de membranas celulares, colaborando para o estresse oxidativo e a redução da incidência de plântulas normais.

A alelopatia pode desempenhar um papel relevante na dinâmica de campos e também no manejo de plantas daninhas em pastagens. Na região dos campos do sul do Brasil, monoculturas de Eucalyptus têm sido plantadas. A vegetação é escassa sob os plantios, o que pode estar associado à alelopatia. Em uma perspectiva aplicada, aleloquímicos de Eucalyptus poderiam ser potencialmente empregados como herbicidas naturais. Esta tese tem como objetivo avaliar se a alelopatia pode ser um fator determinante na estruturação da vegetação campestre, e se pode consistir em uma potencial ferramenta no controle de plantas daninhas. No capítulo I, uma revisão sistemática foi feita, visando evidenciar tendências gerais, antigas e atuais na pesquisa sobre alelopatia em ecossistemas campestres, com foco nos métodos utilizados. O capítulo II objetivou avaliar a fitotoxidez do extrato aquoso e do óleo essencial das folhas da serapilheira de Eucalyptus saligna Sm. sobre espécies campestres em laboratório. No capítulo III, os efeitos das folhas da serapilheira de E. saligna sobre espécies campestres foram investigados em plantios, bem como se esses efeitos estavam relacionados à alelopatia. O capítulo IV visou avaliar o potencial bioherbicida do óleo essencial das folhas da serapilheira de E. saligna e determinar quais componentes estavam associados a sua fitotoxidez. No capítulo I, evidenciou-se a potencial relevância da alelopatia na dinâmica de campos e no manejo de plantas daninhas em sistemas cultivados. Além disso, observou-se que os trabalhos recentes sobre alelopatia melhoraram em alguns aspectos de desenho experimental, mas não em outros, e que há inconsistência na terminologia utilizada. No capítulo II, observou-se que as folhas da serapilheira de E. saligna apresentaram substâncias fitotóxicas que geraram estresse oxidativo e levaram a danos nas membranas, afetando a germinação e o crescimento de plântulas. No capítulo III, evidenciou-se que as folhas da serapilheira inibiram a vegetação campestre em plantios de E. saligna, mas os efeitos foram principalmente físicos, e efeitos alelopáticos não foram detectados. No capítulo IV, foi demonstrado o potencial do óleo essencial de E. saligna como herbicida natural. O óleo foi mais fitotóxico que seus componentes majoritários, mas isso variou com o método e com as espécies receptoras. Esta tese evidenciou que generalizações sobre fitotoxidez e alelopatia devem ser evitadas. Conclui-se que a alelopatia possui um potencial maior como alternativa no manejo de plantas daninhas do que como um fator atuante sobre o estabelecimento e desenvolvimento de espécies vegetais campestres. Um maior conhecimento sobre alelopatia e seus mecanismos pode levar a avanços na ciência e em áreas aplicadas. / Allelopathy may play a relevant role in dynamics of grasslands, and also in weed management in pastures. In Southern Brazilian grasslands region, Eucalyptus monocultures have been planted. Vegetation is scarce under plantations, which may be associated with allelopathy. In an applied perspective, Eucalyptus allelochemicals may be potentially employed as natural herbicides. This thesis aimed to evaluate if allelopathy may be a key factor shaping grassland vegetation, and if it consists in a potential tool for weed control. In chapter I, a systematic review was conducted, in order to evidence general, old and current trends in allelopathy research in grassland ecosystems, focusing in used methods. Chapter II aimed to assess the phytotoxicity of Eucalyptus saligna Sm. leaf litter aqueous extract and essential oil on grassland species, in laboratory conditions. In chapter III, effects of E. saligna leaf litter on grassland species were investigated in plantations, as well as if these effects were related to allelopathy. Chapter IV aimed to evaluate the bioherbicide potential of E. saligna leaf litter essential oil, and to determine which compounds were related to the oil phytotoxicity. In chapter I, the potential relevance of allelopathy was evidenced in dynamics of grasslands and in weed management in cultivated systems. Moreover, the review demonstrated that allelopathy research has improved in some experimental design issues, but not in others, and inconsistency in terminology was observed. In chapter II, Eucalyptus saligna leaf litter showed phytotoxic compounds that generated oxidative stress and led to membrane damage, affecting seeds and seedling growth. In chapter III, leaf litter was evidenced to inhibit grassland species in E. saligna plantations, but effects were mainly physical, and allelopathic effects were not detected. In chapter IV, the essential oil showed potential as a natural herbicide. In general, E. saligna essential oil was more phytotoxic than its major compounds, but this varied according to the method and the recipient species. This thesis evidenced that generalizations should not be made, neither about phytotoxicity, nor about allelopathy. In conclusion, allelopathy showed greater potential as a tool for weed management than as a relevant factor influencing establishment and development of grassland vegetation. A better knowledge about allelopathy and its mechanisms may lead to advances in science and in applied fields.

A introdução de espécies exóticas, resultando em processos de invasão biológica em ambientes naturais, é um dos efeitos humanos indiretos que atualmente mais ameaçam a biodiversidade global. Apesar das invasões biológicas causarem muitos impactos negativos, elas ainda são pouco estudadas nos ambientes tropicais megadiversos. A palmeira australiana Archontophoenix cunninghamiana, inicialmente introduzida para fins ornamentais, tornou-se invasora de fragmentos remanescentes de Mata Atlântica no estado de São Paulo. Foi sugerida como ação de manejo a substituição da A. cunninghamiana pela palmeira nativa Euterpe edulis. Assim, o objetivo geral deste estudo foi comparar os estágios demográficos inicias dessas duas espécies de palmeiras, visando subsidiar a substituição de A. cunninghamiana em fragmentos florestais invadidos. Realizamos experimentos no interior de um fragmento florestal urbano (Reserva Florestal do Instituto de Biociências, São Paulo/SP) impactado pela espécie invasora. No interior do fragmento, analisamos a chuva de sementes local (por meio de coletores distribuídos acima do solo), a longevidade das sementes (realizando um experimento de soterramento) e o estabelecimento de plântulas resultantes de semeadura direta de ambas as espécies. Em laboratório, testamos os efeitos diretos e indiretos da espécie invasora sobre a germinação de E. edulis, respectivamente por meio de experimentos de germinação conjunta e por meio da liberação de substâncias alelopáticas em soluções de lixiviados das folhas e frutos de A. cunninghamiana. A palmeira invasora não apresentou nenhum efeito sobre a germinação e formação de plântulas da E. edulis. Mesmo assim, a palmeira nativa apresentou desempenho inferior nesses estágios, devido às suas baixas taxas de germinação e de viabilidade resultando em poucas plântulas formadas, o que evidenciou um gargalo demográfico próprio da espécie. A composição da chuva de sementes indicou uma elevada pressão de propágulos da palmeira invasora sobre a comunidade nativa, já que mais de 30% das sementes zoocóricas encontradas pertenciam a A. cunninghamiana. O experimento de longevidade indicou que ambas as espécies apresentaram bancos de sementes transientes, o que é vantajoso no controle da espécie exótica, mas desvantajoso quando se deseja reintroduzir a palmeira nativa por meio de semeadura. No experimento de semeadura direta, a sobrevivência das plântulas de ambas as espécies também apontou um desempenho melhor de A.cunninghamiana. Portanto, nossos resultados demonstraram vantagens da palmeira invasora nos estágios demográficos inicias quando em o-ocorrência com a E. edulis, em condições florestais naturais. Por isso, recomendamos ações de manejo direcionadas majoritariamente aos indivíduos reprodutivos da A. cunninghamiana, já que eles produzem elevadas quantidades de sementes, que se estabelecem rapidamente. / The introduction of alien species in natural habitats resulting in processes of biological invasions is one of the indirect human actions which nowadays threaten global biodiversity. Although bioinvasions usually cause huge negative impacts in the native biota, they are still little studied in the megadiverse tropical environments. The Australian palm tree Archontophoenix cunninghamiana, initially introduced for ornamental purposes, became an invader in remnant patches of the Atlantic forest, in São Paulo state. The substitution of A. cunninghamiana by the native palm Euterpe edulis has been proposed as a management action. The main objective of this study was to compare the first demographic stages of these two palm species, aiming at subsidizing the substitution of A. cunninghamiana in invaded forest patches. We performed experiments inside an urban Atlantic forest patch (Reserva Florestal do Instituto de Biociências, São Paulo/SP) impacted by the invasive species. Inside the fragment we assessed local seed rain (through seed traps distributed above soil level), seed longevity (performing a burying experiment) and seedling establishment (resulting from direct seed sowing) of both species. At laboratory, we tested both direct and indirect effects of the invasive species over E. edulis germination through combined experiments - species were put to germinate together - and by testing for the release of allelopathic substances from A. cunninghamiana leaves and fruits on leachate solutions. The invasive palm did not show any effect on E. edulis germination and seedling formation. Even so, the native palm showed lower performance at these stages, due to low germination and viability rates, and consequently little seedling formation, evidencing a demographic bottleneck. The seed rain composition indicated high propagule pressure of the invasive palm over the forest community, since more than 30% of the zoochorous seeds belonged to A. cunninghamiana. The longevity experiment showed transient seed banks for both species, what is advantageous for controlling the alien species but not for reintroducing the native palm through seed sowing. In the seed sowing experiment, seedling survival of both species together pointed to a much better performance of A. cunninghamiana. In conclusion, our results showed advantages of the invasive palm in the initial phases when co-occuring with E. edulis in the forest conditions. We then recommend management actions directed primarily to A. cunninghamiana reproductive individuals, as they provide high amounts of seeds that quickly establish.