O presente trabalho teve como ênfase avaliar a atividade herbicida de aleloquímicos em extratos aquosos de sementes da Canavalia ensiformis (feijão-de-porco) através de ensaios de alelopatia e determinação de compostos fenólicos com atividade alelopática, utilizando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Com este objetivo realizaram-se bioensaios de germinação, medida do crescimento da radícula e produção de biomassa em placas de Petri, usando como substrato solo e papel e como planta alvo as ervas daninhas corda-de-viola (Ipomoea sp.) e trapoeraba (Commelinna sp). Para os ensaios de alelopatia foram preparados extratos aquosos de sementes de Canavalia ensiformis em diferentes concentrações. Os bioensaios mostraram que os aleloquímicos presentes no extrato de feijão-de-porco quando aplicado em solo, têm um efeito fitotóxico menor do que aqueles bioensaios realizados em papel. Os resultados apontam que a espécie estudada apresenta potencial alelopático. Dentre os metabólitos secundários responsáveis pela atividade alelopática observada nos extratos desta espécie, estão os compostos fenólicos: ácido clorogênico, ácido ferúlico, ácido p-anísico e genisteína. As concentrações determinadas para os compostos fenólicos foram de 13,78 mg L-1 para o ácido clorogênico, 3,75 mg L-1 para o ácido ferúlico, 35,34 mg L-1 para o ácido p-anísico e 7,83 mg L-1 para a genisteína. Esses compostos apresentaram-se como fortes inibidores de germinação. Esta investigação mostra que na presença de solo os aleloquímicos presentes nesta leguminosa possivelmente diminuem sua atividade fitotóxica. / The objective of the present work was to study the herbicide activity of the allelochemicals in aqueous extracts from Canavalia ensiformis seeds through the allelopathy assays and phenolic compounds determination with allelopathi c activity, by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). With this goal, germination bioassays, radicle length and biomass production in Petri plates were done, using paper and soil as substrate and the weeds species Ipomoea grandifolia and Commelinna benghalensis as target plants. For the allelopathy assays aqueous extracts from Canavalia ensiformis seeds were prepared in different concentrations. The bioassays showed that the allelochemicals present in the Canavalia ensiformis seeds, has a less phytotoxic effect compared to the bioassays done in paper. The results show that the studied specie has allelopathi c potential. Among the secondary metabolites responsibles for that allelopathic activity in this specie, are founded the phenolic compounds: chlorogenic acid, ferulic acid, p-anisic acid and genistein. The concentrations for the phenoli c compounds were determined: 13,78 mg L-1 for chlorogenic acid, 3,75 mg L-1 for ferulic acid, 35,34 mg L-1 for p-anisic acid and 7,83 mg L-1 for genistein. These compounds present themselves as strong germination inhibitors. This study shows that the allelochemicals present in the Canavalia ensiformis seeds have a lesser phytotoxic activity in soil.

O presente trabalho teve como ênfase avaliar a atividade herbicida de aleloquímicos em extratos aquosos de sementes da Canavalia ensiformis (feijão-de-porco) através de ensaios de alelopatia e determinação de compostos fenólicos com atividade alelopática, utilizando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Com este objetivo realizaram-se bioensaios de germinação, medida do crescimento da radícula e produção de biomassa em placas de Petri, usando como substrato solo e papel e como planta alvo as ervas daninhas corda-de-viola (Ipomoea sp.) e trapoeraba (Commelinna sp). Para os ensaios de alelopatia foram preparados extratos aquosos de sementes de Canavalia ensiformis em diferentes concentrações. Os bioensaios mostraram que os aleloquímicos presentes no extrato de feijão-de-porco quando aplicado em solo, têm um efeito fitotóxico menor do que aqueles bioensaios realizados em papel. Os resultados apontam que a espécie estudada apresenta potencial alelopático. Dentre os metabólitos secundários responsáveis pela atividade alelopática observada nos extratos desta espécie, estão os compostos fenólicos: ácido clorogênico, ácido ferúlico, ácido p-anísico e genisteína. As concentrações determinadas para os compostos fenólicos foram de 13,78 mg L-1 para o ácido clorogênico, 3,75 mg L-1 para o ácido ferúlico, 35,34 mg L-1 para o ácido p-anísico e 7,83 mg L-1 para a genisteína. Esses compostos apresentaram-se como fortes inibidores de germinação. Esta investigação mostra que na presença de solo os aleloquímicos presentes nesta leguminosa possivelmente diminuem sua atividade fitotóxica. / The objective of the present work was to study the herbicide activity of the allelochemicals in aqueous extracts from Canavalia ensiformis seeds through the allelopathy assays and phenolic compounds determination with allelopathi c activity, by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). With this goal, germination bioassays, radicle length and biomass production in Petri plates were done, using paper and soil as substrate and the weeds species Ipomoea grandifolia and Commelinna benghalensis as target plants. For the allelopathy assays aqueous extracts from Canavalia ensiformis seeds were prepared in different concentrations. The bioassays showed that the allelochemicals present in the Canavalia ensiformis seeds, has a less phytotoxic effect compared to the bioassays done in paper. The results show that the studied specie has allelopathi c potential. Among the secondary metabolites responsibles for that allelopathic activity in this specie, are founded the phenolic compounds: chlorogenic acid, ferulic acid, p-anisic acid and genistein. The concentrations for the phenoli c compounds were determined: 13,78 mg L-1 for chlorogenic acid, 3,75 mg L-1 for ferulic acid, 35,34 mg L-1 for p-anisic acid and 7,83 mg L-1 for genistein. These compounds present themselves as strong germination inhibitors. This study shows that the allelochemicals present in the Canavalia ensiformis seeds have a lesser phytotoxic activity in soil.

Ureases são enzimas que possuem atividades biológicas independentes de suas funções enzimáticas, como indução de exocitose e atividade inseticida. Rhodnius prolixus é um dos modelos de inseto sensíveis a essa toxicidade. Quando testada em tecidos isolados de R. prolixus, a urease de Canavalia ensiformis (JBU) causa diferentes efeitos deletérios modulados por eicosanóides. A via de biossíntese dos eicosanóides envolve fosfolipases A2 (PLA2), que são enzimas responsáveis pela liberação de ácido araquidônico (AA). Uma vez liberado, AA pode ser oxigenado na via da ciclooxigenase, a qual produz prostaglandinas (PGs). Em insetos, a resposta imune compreende as reações humoral e celular e é centralmente modulada por eicosanóides, principalmente PGs. Em busca de uma ligação entre o efeito tóxico de JBU e reações imunológicas em insetos, estudamos os efeitos desta toxina em hemócitos de R. prolixus. Descobrimos que JBU ativa a agregação de hemócitos, tanto após injeção na hemolinfa quanto em células in vitro. Em ensaios in vitro, observamos que os inibidores da síntese de eicosanóides, dexametasona e indometacina, inibem a agregação induzida por JBU, sugerindo que produtos da ciclooxigenase modulam a reação. Após hemócitos cultivados serem tratados com JBU, sítios imunorreativos anti-JBU, danos no citoesqueleto e agregação de núcleos foram observados nas células. Também identificamos e clonamos os transcritos de dois genes de PLA2s de R. prolixus, Rhopr-PLA2III e Rhopr-PLA2XII. Analisamos os perfis de expressão de ambos os genes, e observamos que os transcritos são amplamente distribuídos em vários tecidos, porém em diferentes níveis. Utilizando a estratégia de RNAi, silenciamos a expressão de Rhopr-PLA2XII em ninfas de R. prolixus em uma média de 70% entre variados tecidos. Observamos que a toxicidade de JBU foi diminuída em mais de 50% em ninfas com a expressão de Rhopr-PLA2XII diminuída, indicando que o gene está ligado ao efeito tóxico de JBU nesse inseto. No presente estudo demonstramos pela primeira vez a capacidade de uma urease de induzir a agregação de hemócitos. Da mesma forma, os genes de PLA2 aqui apresentados foram os primeiros a serem identificados e a terem seus transcritos clonados em um vetor da doença de Chagas. Nossos resultados estão de acordo com estudos anteriores que demonstraram que eicosanóides modulam a toxicidade de JBU, contribuindo para a compreensão dos mecanismos entomotóxicos de ação dessas proteínas multifuncionais. / Ureases are multifunctional enzymes that display biological activities independent of their enzymatic function, including induction of exocytosis and insecticidal effects. Rhodnius prolixus, a major vector of Chagas’ disease, is one of the known susceptible models of this toxicity. When tested in isolated tissues of R. prolixus, jack bean urease (JBU) causes different deleterious effects modulated by eicosanoids. The eicosanoid biosynthetic pathway involves phospholipase A2 (PLA2) enzymes that are responsible for releasing arachidonic acid (AA), along with other products. Once released, AA may enter different enzymatic oxygenation pathways, among which is the cyclooxygenase pathway, yielding products such as prostaglandins (PGs). In insects, the immune response comprises cellular and humoral reactions, and is centrally modulated by eicosanoids, mainly PGs. Searching for a link between JBU toxic effect and immune reactions in insects we have studied the effects of this toxin on R. prolixus hemocytes. We have found that JBU triggers aggregation of the hemocytes either after injection in the hemocoel as well as in isolated cells. In vitro assays in presence of the eicosanoid synthesis inhibitors dexamethasone and indomethacin counteracted JBU's effect, indicating eicosanoids, more specifically cyclooxygenase products, are likely to modulate the reaction. Cultured cells were treated with JBU and immune reactive sites were found in the cells along with damage to the cytoskeleton. The highest concentration of JBU used in the cultured cells also led to nuclei aggregation of adherent hemocytes. We have also identified two genes and cloned the transcripts with complete coding sequences of two PLA2s from R. prolixus, Rhopr- PLA2III and Rhopr-PLA2XII. We have analyzed their expression profiles and found the transcripts to be distributed in various tissues, but at different levels. We have knocked down 70% of Rhopr-PLA2XII expression in 5th instar R. prolixus, and JBU's toxicity was decreased by more than 50%, indicating that Rhopr-PLA2XII gene is linked to JBU's toxic effect in this insect. This was the first time effects of an urease on insect hemocytes were demonstrated. The PLA2 genes here presented were also the first to be identified and to have their transcripts cloned in a Chagas’ disease vector. Our findings support previous data demonstrating that eicosanoids modulate JBU's toxicity, and contribute to the understanding of the mechanisms of entomotoxic action of this multifunctional protein.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-12T12:17:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1606226 bytes, checksum: 1fbff957b547d332fd674ff7636a7c05 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T12:17:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1606226 bytes, checksum: 1fbff957b547d332fd674ff7636a7c05 (MD5) Previous issue date: 2012-07-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O etileno é conhecido por controlar o crescimento vegetal e sua relação com poliaminas tem sido estudada porque essas duas classes de hormônios compartilham um precursor biossintético comum, a S-adenosilmetionina. A fim de avaliar a influência de etileno e poliaminas sobre as respostas de crescimento in vitro de Canavalia ensiformis foram utilizados diferentes compostos que atuam sobre a biossíntese de etileno e poliaminas. Os tratamentos com o inibidor de etileno, aminoetoxivinilglicina, perclorato de mercúrio, sistema de membranas (uma e duas membranas), espermina e inibidor de poliaminas acarretaram no crescimento das plântulas, coincidindo com alto conteúdo de poliaminas, principalmente espermina e putrescina, e uma elevada razão entre Putrescina e espermidina + espermina. O tratamento com o precursor de etileno, ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico, apresentou baixo crescimento. Os resultados apresentados destacam as interações entre etileno, poliaminas e crescimento in vitro de Canavalia ensiformis. A adição de poliaminas exógenas acarretou efeitos estimulantes de crescimento na parte aérea e raízes de C. ensiformis. Portanto, pode-se utilizar poliaminas, capturadores e inibidores de etileno e sistema de membranas na melhoria do crescimento in vitro de Canavalia ensiformis. / Ethylene is known to control plant growth and its relationship with polyamines has been studied because the two classes of hormones share a common biosynthetic precursor, S- adenosylmethionine. In order to assess the influence of ethylene and polyamines on in vitro growth responses of Canavalia ensiformis, different inhibitors and stimulators were used that act on ethylene and polyamines biosynthesis. Treatment with the ethylene inhibitor, aminoethoxyvinylglycine, mercury perchlorate, membrane system (one and two membranes), polyamine (spermine) and polyamines inhibitor triggers increased plant growth, coinciding with high polyamine contents, mainly spermine and putrescine, and a high Putrescine/(Spermidine + Spermine) ratio, whereas treatment with the ethylene precursor 1-aminocyclopropane-1-carboxylic-acid triggers lessened growth characteristics. The results presented here highlight the interactions between ethylene, polyamines and plant growth of C. ensiformis vitroplants. Exogenous polyamines presented stimulatory effects on shoots and roots of C. ensiformis. Thus, polyamines, ethylene scavengers, ethylene inhibitors and membrane systeGC can be useful for improving in vitro growth in Canavalia ensiformis.

Ureases são enzimas que possuem atividades biológicas independentes de suas funções enzimáticas, como indução de exocitose e atividade inseticida. Rhodnius prolixus é um dos modelos de inseto sensíveis a essa toxicidade. Quando testada em tecidos isolados de R. prolixus, a urease de Canavalia ensiformis (JBU) causa diferentes efeitos deletérios modulados por eicosanóides. A via de biossíntese dos eicosanóides envolve fosfolipases A2 (PLA2), que são enzimas responsáveis pela liberação de ácido araquidônico (AA). Uma vez liberado, AA pode ser oxigenado na via da ciclooxigenase, a qual produz prostaglandinas (PGs). Em insetos, a resposta imune compreende as reações humoral e celular e é centralmente modulada por eicosanóides, principalmente PGs. Em busca de uma ligação entre o efeito tóxico de JBU e reações imunológicas em insetos, estudamos os efeitos desta toxina em hemócitos de R. prolixus. Descobrimos que JBU ativa a agregação de hemócitos, tanto após injeção na hemolinfa quanto em células in vitro. Em ensaios in vitro, observamos que os inibidores da síntese de eicosanóides, dexametasona e indometacina, inibem a agregação induzida por JBU, sugerindo que produtos da ciclooxigenase modulam a reação. Após hemócitos cultivados serem tratados com JBU, sítios imunorreativos anti-JBU, danos no citoesqueleto e agregação de núcleos foram observados nas células. Também identificamos e clonamos os transcritos de dois genes de PLA2s de R. prolixus, Rhopr-PLA2III e Rhopr-PLA2XII. Analisamos os perfis de expressão de ambos os genes, e observamos que os transcritos são amplamente distribuídos em vários tecidos, porém em diferentes níveis. Utilizando a estratégia de RNAi, silenciamos a expressão de Rhopr-PLA2XII em ninfas de R. prolixus em uma média de 70% entre variados tecidos. Observamos que a toxicidade de JBU foi diminuída em mais de 50% em ninfas com a expressão de Rhopr-PLA2XII diminuída, indicando que o gene está ligado ao efeito tóxico de JBU nesse inseto. No presente estudo demonstramos pela primeira vez a capacidade de uma urease de induzir a agregação de hemócitos. Da mesma forma, os genes de PLA2 aqui apresentados foram os primeiros a serem identificados e a terem seus transcritos clonados em um vetor da doença de Chagas. Nossos resultados estão de acordo com estudos anteriores que demonstraram que eicosanóides modulam a toxicidade de JBU, contribuindo para a compreensão dos mecanismos entomotóxicos de ação dessas proteínas multifuncionais. / Ureases are multifunctional enzymes that display biological activities independent of their enzymatic function, including induction of exocytosis and insecticidal effects. Rhodnius prolixus, a major vector of Chagas’ disease, is one of the known susceptible models of this toxicity. When tested in isolated tissues of R. prolixus, jack bean urease (JBU) causes different deleterious effects modulated by eicosanoids. The eicosanoid biosynthetic pathway involves phospholipase A2 (PLA2) enzymes that are responsible for releasing arachidonic acid (AA), along with other products. Once released, AA may enter different enzymatic oxygenation pathways, among which is the cyclooxygenase pathway, yielding products such as prostaglandins (PGs). In insects, the immune response comprises cellular and humoral reactions, and is centrally modulated by eicosanoids, mainly PGs. Searching for a link between JBU toxic effect and immune reactions in insects we have studied the effects of this toxin on R. prolixus hemocytes. We have found that JBU triggers aggregation of the hemocytes either after injection in the hemocoel as well as in isolated cells. In vitro assays in presence of the eicosanoid synthesis inhibitors dexamethasone and indomethacin counteracted JBU's effect, indicating eicosanoids, more specifically cyclooxygenase products, are likely to modulate the reaction. Cultured cells were treated with JBU and immune reactive sites were found in the cells along with damage to the cytoskeleton. The highest concentration of JBU used in the cultured cells also led to nuclei aggregation of adherent hemocytes. We have also identified two genes and cloned the transcripts with complete coding sequences of two PLA2s from R. prolixus, Rhopr- PLA2III and Rhopr-PLA2XII. We have analyzed their expression profiles and found the transcripts to be distributed in various tissues, but at different levels. We have knocked down 70% of Rhopr-PLA2XII expression in 5th instar R. prolixus, and JBU's toxicity was decreased by more than 50%, indicating that Rhopr-PLA2XII gene is linked to JBU's toxic effect in this insect. This was the first time effects of an urease on insect hemocytes were demonstrated. The PLA2 genes here presented were also the first to be identified and to have their transcripts cloned in a Chagas’ disease vector. Our findings support previous data demonstrating that eicosanoids modulate JBU's toxicity, and contribute to the understanding of the mechanisms of entomotoxic action of this multifunctional protein.

Ureases são enzimas que possuem atividades biológicas independentes de suas funções enzimáticas, como indução de exocitose e atividade inseticida. Rhodnius prolixus é um dos modelos de inseto sensíveis a essa toxicidade. Quando testada em tecidos isolados de R. prolixus, a urease de Canavalia ensiformis (JBU) causa diferentes efeitos deletérios modulados por eicosanóides. A via de biossíntese dos eicosanóides envolve fosfolipases A2 (PLA2), que são enzimas responsáveis pela liberação de ácido araquidônico (AA). Uma vez liberado, AA pode ser oxigenado na via da ciclooxigenase, a qual produz prostaglandinas (PGs). Em insetos, a resposta imune compreende as reações humoral e celular e é centralmente modulada por eicosanóides, principalmente PGs. Em busca de uma ligação entre o efeito tóxico de JBU e reações imunológicas em insetos, estudamos os efeitos desta toxina em hemócitos de R. prolixus. Descobrimos que JBU ativa a agregação de hemócitos, tanto após injeção na hemolinfa quanto em células in vitro. Em ensaios in vitro, observamos que os inibidores da síntese de eicosanóides, dexametasona e indometacina, inibem a agregação induzida por JBU, sugerindo que produtos da ciclooxigenase modulam a reação. Após hemócitos cultivados serem tratados com JBU, sítios imunorreativos anti-JBU, danos no citoesqueleto e agregação de núcleos foram observados nas células. Também identificamos e clonamos os transcritos de dois genes de PLA2s de R. prolixus, Rhopr-PLA2III e Rhopr-PLA2XII. Analisamos os perfis de expressão de ambos os genes, e observamos que os transcritos são amplamente distribuídos em vários tecidos, porém em diferentes níveis. Utilizando a estratégia de RNAi, silenciamos a expressão de Rhopr-PLA2XII em ninfas de R. prolixus em uma média de 70% entre variados tecidos. Observamos que a toxicidade de JBU foi diminuída em mais de 50% em ninfas com a expressão de Rhopr-PLA2XII diminuída, indicando que o gene está ligado ao efeito tóxico de JBU nesse inseto. No presente estudo demonstramos pela primeira vez a capacidade de uma urease de induzir a agregação de hemócitos. Da mesma forma, os genes de PLA2 aqui apresentados foram os primeiros a serem identificados e a terem seus transcritos clonados em um vetor da doença de Chagas. Nossos resultados estão de acordo com estudos anteriores que demonstraram que eicosanóides modulam a toxicidade de JBU, contribuindo para a compreensão dos mecanismos entomotóxicos de ação dessas proteínas multifuncionais. / Ureases are multifunctional enzymes that display biological activities independent of their enzymatic function, including induction of exocytosis and insecticidal effects. Rhodnius prolixus, a major vector of Chagas’ disease, is one of the known susceptible models of this toxicity. When tested in isolated tissues of R. prolixus, jack bean urease (JBU) causes different deleterious effects modulated by eicosanoids. The eicosanoid biosynthetic pathway involves phospholipase A2 (PLA2) enzymes that are responsible for releasing arachidonic acid (AA), along with other products. Once released, AA may enter different enzymatic oxygenation pathways, among which is the cyclooxygenase pathway, yielding products such as prostaglandins (PGs). In insects, the immune response comprises cellular and humoral reactions, and is centrally modulated by eicosanoids, mainly PGs. Searching for a link between JBU toxic effect and immune reactions in insects we have studied the effects of this toxin on R. prolixus hemocytes. We have found that JBU triggers aggregation of the hemocytes either after injection in the hemocoel as well as in isolated cells. In vitro assays in presence of the eicosanoid synthesis inhibitors dexamethasone and indomethacin counteracted JBU's effect, indicating eicosanoids, more specifically cyclooxygenase products, are likely to modulate the reaction. Cultured cells were treated with JBU and immune reactive sites were found in the cells along with damage to the cytoskeleton. The highest concentration of JBU used in the cultured cells also led to nuclei aggregation of adherent hemocytes. We have also identified two genes and cloned the transcripts with complete coding sequences of two PLA2s from R. prolixus, Rhopr- PLA2III and Rhopr-PLA2XII. We have analyzed their expression profiles and found the transcripts to be distributed in various tissues, but at different levels. We have knocked down 70% of Rhopr-PLA2XII expression in 5th instar R. prolixus, and JBU's toxicity was decreased by more than 50%, indicating that Rhopr-PLA2XII gene is linked to JBU's toxic effect in this insect. This was the first time effects of an urease on insect hemocytes were demonstrated. The PLA2 genes here presented were also the first to be identified and to have their transcripts cloned in a Chagas’ disease vector. Our findings support previous data demonstrating that eicosanoids modulate JBU's toxicity, and contribute to the understanding of the mechanisms of entomotoxic action of this multifunctional protein.

A utilização de compostos químicos no controle de pragas que afetam negativamente a produção agrícola tem sido objeto de muitas críticas por parte de ambientalistas e pesquisadores devido aos problemas ambientais proporcionados por tais substâncias. Nos últimos anos tem-se dedicado bastante tempo e recursos em pesquisas que levem à descoberta de produtos para controle de pragas que tragam nenhum ou o menor prejuízo possível ao ambiente. Neste sentido, o estudo da alelopatia busca a utilização de compostos oriundos da própria natureza para uso no combate a espécies invasoras em plantações, na esperança de ter-se um controle prático e efetivo sobre plantas daninhas minimizando-se a contaminação ambiental. Neste trabalho foram utilizaram-se extratos aquosos de sementes e folhas da leguminosa feijão-de-porco (Canavalia ensiformis) como um bioerbicida pós-emergente aplicado no controle das plantas daninhas trapoeraba (Commelina benghalensis) e corda-de-viola (Ipomoea grandifolia), e foi avaliada também a seletividade dos extratos com relação a cultivares de soja (Glycine max) convencional e transgênica. Foram preparados tratamentos em seis diferentes concentrações e aplicados em três diferentes períodos, sendo avaliados seus efeitos de toxicidade e seletividade sobre o desenvolvimento das plantas daninhas e da soja. Os resultados foram submetidos à análise de variância e aplicou-se o teste F a 1% de probabilidade, mostrando que os tratamentos mais eficazes no controle das invasoras foram aqueles preparados a partir das sementes de feijão-de-porco nas concentrações 25 e 50 g L-1, que interromperam completamente o desenvolvimento as plantas daninhas, sem causar, no entanto qualquer efeito aparente sobre a soja, tanto transgênica quanto convencional. Foram realizadas também determinações cromatográficas para identificação de compostos fenólicos em amostras de folhas de feijão-de-porco. Mediante a comparação com compostos padrão e variação de comprimento de onda na região do ultravioleta-visível foi possível identificar os compostos ácido clorogênico, ácido p-anísico, naringina e rutina, cujas concentrações encontradas, relativas às amostras, foram de 4,42 mg L-1, 6,0 mg L-1, 3,75 mg L-1 e 5,0 mg L-1 respectivamente. / The use of chemicals to control pests that adversely affect agricultural production has been treated with great concern due environmental issues provided by such substances. In the last years much time and money were devoted in researchs leading to discovery products to control pests that bring no or the least damage to the environmet. In this sense, the use of allelopathic species for controlling invasive species is an environmental friendly technique. In this work aqueous extracts of seeds and leaves of Jack bean (Canavalia ensiformis) were used as a post-emergent bioherbicide succesfully applied for control of dayflower (Commelina benghalensis) and morningglory (Ipomoea grandifolia), and selectivity on conventional and transgenic soybean (Glycine max) cultivars. Treatments were prepared in six different concentrations and applied in three different periods, being analyzed the effects of toxicity and selectivity on the development of weeds and soybean. The results were subjected to analysis of variance and applied the F test at 1% probability, showing that the most effective treatments in controlling the weeds were those prepared from seeds of Jack bean at concentrations of 25 and 50 g L-1, that totally controlled weeds, however causing no apparent injury on soybeans, both transgenic and conventional. Chromatographic analysis were also performed for identification of phenolic compounds in samples of Jack bean leaves. By comparison with standards and changes in wavelength on ultraviolet-visible spectra was possible to identify clorogenic acid, p-anisic acid, naringin and rutin compounds at concentrations of 4.42 mg L-1, 6.0 mg L-1, 3.75 mg L-1 and 5.0 mg L-1 respectively.

No presente trabalho, o peptídeo inseticida recombinante Jaburetox-2Ec, derivado da urease de Canavalia ensiformis (Jack bean) foi estudado, principalmente através de técnicas de espectroscopia de espalhamento de luz e raios-X. Foi analisada a tendência do peptídeo a se agregar em diferentes condições físico-químicas quando em solução aquosa, e a sua interação com membranas de lipossomas miméticos de plaquetas humanas. A partir dos dados de raio hidrodinâmico, raio de giro, e massa molar ponderal média obtidos do peptídeo em solução, foi possível observar uma tendência para maior agregação numa faixa em torno de pH 5,5, bem como ausência de agregação em pH inferior a 4,0 e superior a 7,0. Não se verificou nenhum efeito visível no nível de agregação com a adição de agente redutor ou íons, sendo que a exposição ao oxigênio do ar levou a um aumento da mesma. Os estudos de interação do Jaburetox-2Ec com lipossomas revelaram uma significante mudança estrutural na membrana, que se mostrou mais intensa com uma maior concentração do peptídeo. Foram, através de software, feitos ajustes teóricos das curvas de espalhamento de raios-X à baixos ângulos dos lipossomas, a fim de quantificar as mudanças nos parâmetros físicos das membranas causados pela ação do peptídeo. A formação de poros na membrana pelo peptídeo foi proposta como explicação para os resultados encontrados. / In the present work, the insecticide recombinant peptide Jaburetox-2Ec, derived from Canavalia ensiformis (Jack bean) urease, was studied, primarily by light and X-ray scattering techniques. Its tendency to aggregate in aqueous solution under different physical-chemical conditions, and its interaction with human platelet mimetic liposome membranes were analyzed. From the data relative to hydrodynamic radii, radii of gyration and mean molecular weight obtained from the peptide in aqueous solution, it was possible to observe a tendency for greater aggregation around pH 5.5, as well as an absence of aggregation at values of pH below 4.0 and above 7.0. No visible effect on the level of aggregation was verified with the addition of reducing agent or ions, whereas the exposure to oxygen in the air resulted in an increase in this level. The studies of Jaburetox-2Ec interaction with liposomes revealed a significant structural change in the membrane, which was shown to be more intense in higher peptide concentrations. Software-assisted theoretical fits were made for the experimental small-angle X-ray scattering curves aiming to quantify the changes in the physical parameters of the membranes caused by peptide action. The formation of pores in the membrane was proposed as an explanation to the results found.

No presente trabalho, o peptídeo inseticida recombinante Jaburetox-2Ec, derivado da urease de Canavalia ensiformis (Jack bean) foi estudado, principalmente através de técnicas de espectroscopia de espalhamento de luz e raios-X. Foi analisada a tendência do peptídeo a se agregar em diferentes condições físico-químicas quando em solução aquosa, e a sua interação com membranas de lipossomas miméticos de plaquetas humanas. A partir dos dados de raio hidrodinâmico, raio de giro, e massa molar ponderal média obtidos do peptídeo em solução, foi possível observar uma tendência para maior agregação numa faixa em torno de pH 5,5, bem como ausência de agregação em pH inferior a 4,0 e superior a 7,0. Não se verificou nenhum efeito visível no nível de agregação com a adição de agente redutor ou íons, sendo que a exposição ao oxigênio do ar levou a um aumento da mesma. Os estudos de interação do Jaburetox-2Ec com lipossomas revelaram uma significante mudança estrutural na membrana, que se mostrou mais intensa com uma maior concentração do peptídeo. Foram, através de software, feitos ajustes teóricos das curvas de espalhamento de raios-X à baixos ângulos dos lipossomas, a fim de quantificar as mudanças nos parâmetros físicos das membranas causados pela ação do peptídeo. A formação de poros na membrana pelo peptídeo foi proposta como explicação para os resultados encontrados. / In the present work, the insecticide recombinant peptide Jaburetox-2Ec, derived from Canavalia ensiformis (Jack bean) urease, was studied, primarily by light and X-ray scattering techniques. Its tendency to aggregate in aqueous solution under different physical-chemical conditions, and its interaction with human platelet mimetic liposome membranes were analyzed. From the data relative to hydrodynamic radii, radii of gyration and mean molecular weight obtained from the peptide in aqueous solution, it was possible to observe a tendency for greater aggregation around pH 5.5, as well as an absence of aggregation at values of pH below 4.0 and above 7.0. No visible effect on the level of aggregation was verified with the addition of reducing agent or ions, whereas the exposure to oxygen in the air resulted in an increase in this level. The studies of Jaburetox-2Ec interaction with liposomes revealed a significant structural change in the membrane, which was shown to be more intense in higher peptide concentrations. Software-assisted theoretical fits were made for the experimental small-angle X-ray scattering curves aiming to quantify the changes in the physical parameters of the membranes caused by peptide action. The formation of pores in the membrane was proposed as an explanation to the results found.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 318049 bytes, checksum: 1064de7bb2c48fb0a111ddbb15512315 (MD5) Previous issue date: 2009-02-18 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / In the evaluation studies of green manure the effect of the roots are not considered. So the knowledge of the effects of parties on the production of legume crops may help to better understand the use of green manure. In this context, this work aimed to study the general effect of root and shoot of green manure Crotalaria juncea (sunnhemp) and Canavalia ensiformis (jack beans) on the nitrogen nutrition, growth and yield of cabbage. The specific objectives were to evaluate the effect of root, shoot or whole plant of green manure C. juncea and C. ensiformis on growth and production of cabbage, and evaluate the residual effect of the root, shoot or whole plant of legumes on the growth and production of cabbage. Three experiments were installed, in pots and two in the field, in a factorial way (2 x 3) + 2, being 2 species of legumes (Crotalaria juncea and Canavalia ensiformis), 3 parts of the plant (root, shoot or whole plant) and 2 additional treatments (mineral fertilizer with 100% and 50% of the recommended dose of N for the cultivation of cabbage). The second planting of cabbage was done in the same area as of the first experiment in the field, already defined in the same plots without any fertilization. In the experiment in pots, the application of the entire plant of both species of legumes reduced the production of heads of cabbage. Fertilization with N can be reduced by 50% without loss of productivity with the implementation of the roots or shoots of any species of legume. In the first cultivation of cabbage in the field, the application of whole plant of sunnhemp increased the production of cabbage, compared to plants grown on 100% Nmineral fertilization (N.M.F.). Growth of the roots of jack beans production decreased compared to plants grown with 50% N.M.F. The implementation of the shoot or whole plant of any of the legumes with N-mineral fertilizer can be reduced by 50% without loss of production. Areas that were left in the shoot or whole plant of sunnhemp or jack beans resulted in higher yields and therefore higher residual effects than with N-mineral fertilizer. The successive cultivation of the roots of legumes resulted in no residual effect from the different mineral fertilizer with 50 or 100% of the recommendation of N fertilizer. / Em estudos de avaliação da adubação verde não se considera o efeito das raízes. O conhecimento dos efeitos das diferentes partes das leguminosas sobre a produção das culturas pode contribuir para o melhor entendimento do uso da adubação verde. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo geral estudar o efeito da raiz e da parte aérea dos adubos verdes Crotalaria juncea (crotalária) e Canavalia ensiformis (feijão de porco) sobre a nutrição nitrogenada, crescimento e produção do repolho. Os objetivos específicos foram avaliar o efeito da raiz, parte aérea ou planta inteira dos adubos verdes C. juncea e C. ensiformis sobre o crescimento e a produção do repolho; e avaliar o efeito residual da raiz, parte aérea ou planta inteira de leguminosas sobre o crescimento e a produção do repolho. Foram instalados 3 experimentos, sendo um em vasos e dois em campo, em esquema fatorial (2 x 3) + 2, sendo 2 espécies de leguminosas, 3 partes das plantas (raiz, parte aérea ou planta inteira) e 2 tratamentos adicionais (adubação mineral com 100% e 50% da dose recomendada de N para a cultura do repolho). O segundo plantio do repolho foi realizado logo após a colheita, na mesma área do primeiro experimento de campo, nas mesmas parcelas já delimitadas, sem qualquer adubação. No experimento em vasos, a aplicação da planta inteira de ambas as espécies de leguminosas diminuiu a produção de cabeça do repolho e com a aplicação de raiz ou parte aérea de quaisquer das espécies de leguminosas a adubação com N- mineral pode ser reduzida em 50% sem perda de produtividade. No primeiro cultivo do repolho em campo, a aplicação da planta inteira de crotalária aumentou a produção de cabeça do repolho, comparativamente às plantas cultivadas com 100% de adubação de N-mineral. O cultivo sobre o sistema radicular de feijão de porco diminuiu a produção, comparativamente às plantas cultivadas com 50% A.M.N. Com a aplicação da parte aérea ou planta inteira de quaisquer das leguminosas a adubação com N-mineral pode ser reduzida em 50% sem perda de produção. O cultivo em áreas em que foram deixadas a parte aérea ou a planta inteira de crotalária ou feijão de porco resultaram em maiores produções e consequentemente, maiores efeitos residuais do que a adubação com N-mineral. O cultivo sucessivo sobre as raízes destas leguminosas não resultou em efeito residual diferente do proveniente da adubação mineral com 50 ou 100 % da recomendação da adubação N.