O objetivo deste trabalho é isolar e identificar os compostos que apresentem atividade fitotóxica presente nos extratos produzidos por actinobactérias isoladas da rizosfera do milho. Para isso foram realizados estudos de derreplicação, baseados nas informações estruturais obtidas por diversas técnicas analíticas. Em especial foi aplicada a espectrometria de massas acoplada a técnicas de purificação, como HPLC e UPLC, com a finalidade de acelerar as análises dos estudos de caracterização estrutural. Com os resultados obtidos foi possível concluir que os extratos oriundos de processos fermentativos apresentam potencial aplicação herbicida, uma vez que mais de 60% das amostras ensaiadas apresentaram atividade fitotóxica. Além disso, foi possível identificar nestes extratos vários compostos com atividades biológicas e estruturas diversas, já descritos na literatura. No extrato da actinobactéria 36 (50 PL) foram encontradas as leucinostatinas que apresentam diversas atividades biológicas como antiviral e antitumoral, além da atividade fitotóxica. Já no extrato da actinobactéria 17 (39 PL) foram encontradas as julicromas, descritas como pigmentos intensos e em geral amarelos, com atividade antibiótica, porém não apresentaram atividade fitotóxica. O composto ativo presente neste extrato pertence à classe das luminacinas, que inibem a formação de tubos capilares, interrompendo o ciclo celular, podendo ser utilizada no tratamento de angiogêneses. A luminacina C, composta por dois epímeros (C1 e C2), apresentou excelente atividade fitotóxica que foi verificada nos bioensaios de fitotoxicidade realizados com Lemna minnor. / Microorganisms, in particular actinomycetes are known to produce a vast number of bioactive secondary metabolites of interesting pharmaceuticals and agrochemical industry. Bioherbicides, especially the micoherbicides, which are highly effective on weed control and are environmentally friendly as well, are very attractive for research and application. This means that direct metabolite profiling techniques such as direct injection mass spectrometry or LC-MS/MS can easily be used for chemotyping/metabolomics of strains from culture collections. In this report we discuss metabolomics as part of intelligent screening for the discovery of phytotoxic compounds when used in combination with modern methods for dereplication. As result, two microorganisms were studied and 23 metabolite peaks were identified. The metabolite profiling was then conducted using the m/z value, and MS/MS fragmentation pattern analyses. Among the peaks, one unknown compound peak was identified and it was analogous to the Luminacins series. In order to render this approach in a more rapid and efficient way, the dereplication of crude microbial extracts with LC-hyphenated techniques (LC/UV-DAD and LC/MS) represented a strategic element to avoid finding known constituents and to target the isolation of new bioactive compounds. The development of simple and rapid phytotoxic bioassays which employed Lemna minor was also crucial to find the active principles efficiently.

O objetivo deste trabalho é isolar e identificar os compostos que apresentem atividade fitotóxica presente nos extratos produzidos por actinobactérias isoladas da rizosfera do milho. Para isso foram realizados estudos de derreplicação, baseados nas informações estruturais obtidas por diversas técnicas analíticas. Em especial foi aplicada a espectrometria de massas acoplada a técnicas de purificação, como HPLC e UPLC, com a finalidade de acelerar as análises dos estudos de caracterização estrutural. Com os resultados obtidos foi possível concluir que os extratos oriundos de processos fermentativos apresentam potencial aplicação herbicida, uma vez que mais de 60% das amostras ensaiadas apresentaram atividade fitotóxica. Além disso, foi possível identificar nestes extratos vários compostos com atividades biológicas e estruturas diversas, já descritos na literatura. No extrato da actinobactéria 36 (50 PL) foram encontradas as leucinostatinas que apresentam diversas atividades biológicas como antiviral e antitumoral, além da atividade fitotóxica. Já no extrato da actinobactéria 17 (39 PL) foram encontradas as julicromas, descritas como pigmentos intensos e em geral amarelos, com atividade antibiótica, porém não apresentaram atividade fitotóxica. O composto ativo presente neste extrato pertence à classe das luminacinas, que inibem a formação de tubos capilares, interrompendo o ciclo celular, podendo ser utilizada no tratamento de angiogêneses. A luminacina C, composta por dois epímeros (C1 e C2), apresentou excelente atividade fitotóxica que foi verificada nos bioensaios de fitotoxicidade realizados com Lemna minnor. / Microorganisms, in particular actinomycetes are known to produce a vast number of bioactive secondary metabolites of interesting pharmaceuticals and agrochemical industry. Bioherbicides, especially the micoherbicides, which are highly effective on weed control and are environmentally friendly as well, are very attractive for research and application. This means that direct metabolite profiling techniques such as direct injection mass spectrometry or LC-MS/MS can easily be used for chemotyping/metabolomics of strains from culture collections. In this report we discuss metabolomics as part of intelligent screening for the discovery of phytotoxic compounds when used in combination with modern methods for dereplication. As result, two microorganisms were studied and 23 metabolite peaks were identified. The metabolite profiling was then conducted using the m/z value, and MS/MS fragmentation pattern analyses. Among the peaks, one unknown compound peak was identified and it was analogous to the Luminacins series. In order to render this approach in a more rapid and efficient way, the dereplication of crude microbial extracts with LC-hyphenated techniques (LC/UV-DAD and LC/MS) represented a strategic element to avoid finding known constituents and to target the isolation of new bioactive compounds. The development of simple and rapid phytotoxic bioassays which employed Lemna minor was also crucial to find the active principles efficiently.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Weeds are one of the major problems in the agricultural products cultivation and the main strategy of control is the use of chemical herbicides. Although is efficient, the herbicides bring direct and indirect consequences that overcome its benefits and this opened the way for bioherbicides. A significant barrier in the bioherbicide production is the development of an economically viable fermentation process. This way the aim of this work was to assess the production of a bioherbicide from the Phoma sp. fungus by submerged fermentation and solid-state fermentation, optimizing the fermentation medium in both cases and evaluating the herbicidal activity from the fermentation extracts in the control of the target plants. The culture medium was optimized and the cell growing was monitoring as response in the submerged fermentation. The optimum composition for the synthetic medium was glucose and peptone at 20 gL-1, yeast extract 7.5 gL-1 and an initial pH of 6.0. For the industrial medium, the ideal composition was 20 gL-1 of sucrose, 8 % CSL and initial pH of 6.0. Under these conditions, the maximum biomass obtained was 22 and 33 gL-1, for the synthetic and industrial medium, respectively. Therefore it was possible to obtain a 50 % higher biomass production in the industrial medium, reducing the cost of this fermentation medium. In the solid fermentation the composition of the culture medium was evaluated for obtaining the maximum herbicide action on target plants (cucumber). Bioassays were realized and the plant height, fresh weight, dry weight and phytotocixity mainly were the responses evaluated. The results obtained in the bioassays demonstrate that the bioherbicide presented activity towards the target plant and the intensity of the effect was influenced by the formulation of the fermentation medium. The optimized condition for bioherbicide production was moisture at 70 %, soybean bran of 30 wt% and CSL of 20 wt%, being possible to obtain a moderate injury, usually with recovery. The bioherbicide produced showed a mode of action based on the inhibition of carotenoids biosynthesis. / As plantas daninhas são um dos principais problemas no cultivo de produtos agrícolas e o principal método de controle é o uso de herbicidas químicos. Embora eficiente, os herbicidas trazem consequências diretas e indiretas que superam os benefícios em muitos casos, abrindo assim caminho para o desenvolvimento de bioherbicidas. Uma barreira significativa na produção de muitos bioherbicidas é o desenvolvimento de um processo economicamente viável, logo, os objetivos deste trabalho foram produzir um bioherbicida a partir do fungo Phoma sp. por fermentação submersa e fermentação em estado sólido, otimizar o meio de fermentação em ambos processos e avaliar a atividade herbicida dos extratos das fermentações no controle de plantas-teste. Na fermentação submersa foi otimizado o meio de cultivo e monitorado o crescimento celular como variável resposta. A composição otimizada do meio sintético foi 20 gL-1 de glicose e peptona, 7,5 gL-1 de extrato de levedura e pH inicial de 6.0. Para o meio industrial, a composição otimizada foi 20 gL-1 de sacarose, 8 % de água de maceração de milho (AMM) e pH inicial de 6.0. Nessas condições a máxima biomassa obtida foi de 22 e 33 gL-1, para o meio sintético e industrial, respectivamente, com uma produção de biomassa 50 % maior para o meio industrial e ainda possibilitou a redução do custo deste meio de fermentação. Na fermentação sólida foi otimizada a composição do meio de cultivo para obter a máxima ação do bioherbicida em plantas de pepino. Bioensaios foram realizados e o teste de Tukey mostrou que a altura da planta, massa verde da parte aérea, massa seca da parte aérea e principalmente os sinais de fitotoxidade foram significativos, entretanto, o comprimento do sistema radicular, a massa verde do sistema radicular, massa seca do sistema radicular e número de flores não apresentam resultados significativos. Os resultados obtidos nos bioensaios demonstraram que o bioherbicida apresenta atividade em plantas de pepino e a intensidade do efeito foi influenciado pela formulação do meio de fermentação. A condição otimizada para produção do bioherbicida foi 70 % de umidade, 30 % (p/v) de farelo de soja e 20 % (p/v) de AMM, nessas condições o nível de injúria obtida foi moderada com recuperação. O bioherbicida produzido mostrou um possível modo de ação baseado na inibição de biossíntese de carotenóides.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-11Bitstream added on 2014-06-13T20:25:33Z : No. of bitstreams: 1 fiorillo_cmt_dr_jabo.pdf: 399101 bytes, checksum: 0abac3d781532f7b3d6e83aad7d31df7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Funep/Light / Sagittaria montevidensis é uma planta aquática emergente, de difícil controle desde que se tornou problemática em arroz irrigado. Infestante em corpos hídricos de usinas hidrelétricas, o biocontrole com o fungo Cylindrocarpon sp. empregado na estratégia inundativa, tem sido sugerido para manejo dessa macrófita onde o uso do controle químico tem se mostrado ineficiente devido ao desenvolvimento de resistência aos herbicidas inibidores da enzima ALS (acetolactato sintase). O presente trabalho foi conduzido em casa de vegetação e no laboratório de Controle Biológico de Plantas Daninhas Prof. Giorgio de Marinis, da FCAV – UNESP, Jaboticabal, visando avaliar a especificidade do agente de biocontrole em plantas não alvo de diferentes famílias botânicas e determinar a severidade da doença em função do número e intervalos de aplicações do bioherbicida, do período de orvalho e idade da planta além de estimar os efeitos de adjuvantes sobre o desenvolvimento de Cylindrocarpon sp. no controle de S. montevidensis. O fungo mostrou-se específico a S. montevidensis, não sendo constatado sintomas da infecção fúngica em plantas de interesse econômico e nas plantas aquáticas Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes, E. azurea, Salvinia sp., Azolla caroliniana, Lemna minor, Heteranthera reniformis, Hydrocotyle verticillata, Pontederia rotundifolia, P. parviflora, P. cordata, Polygonum lapathifolium, Ludwigia sedoides, L. elegans, L. repens, L. helminthorrhiza, Potamogeton pectinatus, Cerathophylum demersum, Myriophyllum aquaticum, Egeria densa, E. najas, Najas guadalupensis, Hydrilla verticillata, Alternanthera phyloxeroides, Nimphoides indica. A doença foi mais severa quando o bioherbicida foi aplicado em plantas com 3 a 4 folhas e na fase de inflorescência, submetidas as condições de período de orvalho superior a 6 horas... / Sagittaria montevidensis is a very important aquatic in shallow water bodies in wetland rice, mainly recentely because tolerant biotipes is raising in areas with repetitive spraying with ALS inhibitor herbicide. The fungus Cylindrocarpon sp. has a good potential as biocontrol agent for this control action of this fungus against S. montevidensis under different conditions of spore concentration, dew period, number and intervals of spraying and surfactants adittion in the spraying solution. The fungus specificity also was evaluated in aquatic and crop plants. The fungus showed high specificity to S. montevidensis. The disease severity was more strong when the plants were inoculated a 3-4 leaf stage and during blooming. A dew period longer than 6 hours was enough for to reach the maximum disease severity. Two a three spraying with the fungus enhanced the disease severity comparing with a single application and the intervals of 21 days between spraying produced better control than intervals of 7 and 14 days. Among the surfactants, Silwet L-77AG and Iharaguen-S improved the disease severity while Energic and Herbitensil reduced the Cylindrocarpon sp. disease severity.

Orientador: Robinson Antonio Pitelli / Banca: Rita de Cassia Panizzi / Banca: Margarete Camargo / Banca: Glaucia de Figueiredo Nachtigal / Banca: Marta Cecília Malassen Nemoto / Resumo: Sagittaria montevidensis é uma planta aquática emergente, de difícil controle desde que se tornou problemática em arroz irrigado. Infestante em corpos hídricos de usinas hidrelétricas, o biocontrole com o fungo Cylindrocarpon sp. empregado na estratégia inundativa, tem sido sugerido para manejo dessa macrófita onde o uso do controle químico tem se mostrado ineficiente devido ao desenvolvimento de resistência aos herbicidas inibidores da enzima ALS (acetolactato sintase). O presente trabalho foi conduzido em casa de vegetação e no laboratório de Controle Biológico de Plantas Daninhas Prof. Giorgio de Marinis, da FCAV - UNESP, Jaboticabal, visando avaliar a especificidade do agente de biocontrole em plantas não alvo de diferentes famílias botânicas e determinar a severidade da doença em função do número e intervalos de aplicações do bioherbicida, do período de orvalho e idade da planta além de estimar os efeitos de adjuvantes sobre o desenvolvimento de Cylindrocarpon sp. no controle de S. montevidensis. O fungo mostrou-se específico a S. montevidensis, não sendo constatado sintomas da infecção fúngica em plantas de interesse econômico e nas plantas aquáticas Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes, E. azurea, Salvinia sp., Azolla caroliniana, Lemna minor, Heteranthera reniformis, Hydrocotyle verticillata, Pontederia rotundifolia, P. parviflora, P. cordata, Polygonum lapathifolium, Ludwigia sedoides, L. elegans, L. repens, L. helminthorrhiza, Potamogeton pectinatus, Cerathophylum demersum, Myriophyllum aquaticum, Egeria densa, E. najas, Najas guadalupensis, Hydrilla verticillata, Alternanthera phyloxeroides, Nimphoides indica. A doença foi mais severa quando o bioherbicida foi aplicado em plantas com 3 a 4 folhas e na fase de inflorescência, submetidas as condições de período de orvalho superior a 6 horas ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Sagittaria montevidensis is a very important aquatic in shallow water bodies in wetland rice, mainly recentely because tolerant biotipes is raising in areas with repetitive spraying with ALS inhibitor herbicide. The fungus Cylindrocarpon sp. has a good potential as biocontrol agent for this control action of this fungus against S. montevidensis under different conditions of spore concentration, dew period, number and intervals of spraying and surfactants adittion in the spraying solution. The fungus specificity also was evaluated in aquatic and crop plants. The fungus showed high specificity to S. montevidensis. The disease severity was more strong when the plants were inoculated a 3-4 leaf stage and during blooming. A dew period longer than 6 hours was enough for to reach the maximum disease severity. Two a three spraying with the fungus enhanced the disease severity comparing with a single application and the intervals of 21 days between spraying produced better control than intervals of 7 and 14 days. Among the surfactants, Silwet L-77AG and Iharaguen-S improved the disease severity while Energic and Herbitensil reduced the Cylindrocarpon sp. disease severity. / Doutor