Metabólitos secundários produzidos por espécies vegetais são, há tempos, reconhecidos como moléculas capazes de desempenhar ações farmacológicas. Entre as plantas medicinais mais utilizadas estão espécies do gênero Hypericum, pertencente à família Guttiferae, e que possui 494 espécies. Destas, aproximadamente 20 estão distribuídas no sul e sudeste do Brasil e apresentam o acúmulo de compostos fenólicos como flavonoides, xantonas, benzopiranos e floroglucinois. Como forma de garantia da qualidade e quantidade de plantas medicinais para consumo da indústria farmacêutica, bem como uma alternativa para preservação das espécies, o estabelecimento de protocolos de cultivo apresenta-se como uma opção vantajosa frente ao uso de plantas coletadas diretamente de seus locais de crescimento. Por este motivo, espécies nativas do sul do Brasil como H. polyanthemum, H. ternum, H. myrianthum, H. carinatum e H. campestre tiveram seus protocolos de cultivo in vitro e ex vitro (aclimatização) estabelecidos, verificando-se a possibilidade da produção de biomassa vegetal uniforme e de maneira otimizada, com a manutenção da síntese dos metabólitos de interesse. H. teretiusculum, espécie recém identificada na região central do estado, apresenta o acúmulo de metabólitos secundários e escassos relatos na literatura, focados em seus aspectos botânicos. Estes fatos levaram ao estabelecimento do protocolo de cultivo in vitro e aclimatização da espécie. As plântulas apresentaram crescimento satisfatório quando cultivadas in vitro em meio MΔ apenas ou suplementado com ácido indol butírico. Após 18 semanas de aclimatização, verificou-se o aumento da biomassa e o acúmulo dos derivados do floroglucinol uliginosina B e isohyperbrasilol B, verificados em traços na planta in natura, bem como hiperbrasilol B e japonicina A, não detectados nos extratos das plantas coletadas de seu habitat natural. Este resultado evidencia a relevância do cultivo in vitro como forma de otimização da produção de moléculas bioativas. Entre as espécies nativas estudadas, H. polyanthemum destaca-se por ser a única, até o momento, produtora dos três benzopiranos, HP1, HP2 e HP3. Além deles, a planta também produz o derivado do floroglucinol uliginosina B. A presença de HP1, com atividades analgésica e antidepressiva bem como de uliginosina B, que se classifica como novo protótipo para moléculas antidepressivas, levou ao desenvolvimento de um depósito de patente para o extrato n-hexano da espécie e requer estudos para a investigação da otimização em sua biossíntese. Neste sentido, a influência da imposição de estresse abiótico (ácido salicílico e dano mecânico, sozinhos ou combinados, fertilização e seca, sozinhos ou combinados) em plantas aclimatizadas de H. polyanthemum foi investigada na décima oitava semana de aclimatização. Embora HP2 não tenha apresentado aumento em nenhum dos tratamentos aplicados, o aumento de 40 e 6 vezes na produção de uliginosina B nas folhas e flores, respectivamente, destaca-se entre os resultados obtidos, bem como aumento significativo na síntese de HP1 nas folhas e flores e HP3 nas folhas após a aplicação de seca e seca com fertilização, respectivamente. Os resultados sugerem que a biossíntese dos principais metabólitos de H. polyanthemum pode ser consideravelmente incrementada com a exploração do recurso da imposição de estresse hídrico no mesmo. O estabelecimento do cultivo in vitro de raízes adventícias de H. polyanthemum foi realizado como alternativa de produção rápida e “limpa” dos metabólitos secundários de interesse. No entanto, embora apresentando crescimento satisfatório em meio líquido, a síntese de benzopiranos e floroglucinois não foi verificada, mas a produção de diversas xantonas. Interessante é ressaltar que apenas traços de uma xantona é relatado para plantas in natura da espécie, não sendo detectada em plântulas cultivadas in vitro. Com o objetivo de compreender a produção e regulação na síntese destes compostos, realizou-se a investigação de enzimas poliacetídeo sintases (PKS) do tipo III nos tecidos da espécie, com o objetivo principal da obtenção de uma isobutirofenona sintase, envolvida com a biossíntese de floroglucinois e benzopiranos. Dos screenings realizados com primers de expressão de algumas PKS do tipo III foi possível isolar uma benzofenona sintase (BPS) das culturas de células em suspensão e um fragmento 3’-terminal de uma ORF específica para PKS do tipo III, sem apresentar enzimas funcionalmente relacionadas à BPSs. Estes achados concordam com o perfil fitoquímico das culturas de células em suspensão, que apresentam no mínimo duas xantonas como componentes majoritários, e das plântulas in vitro, que apresentam majoritariamente benzopiranos e derivados do floroglucinol em seus extratos, sem detecção de estruturas relacionadas à xantonas. Considerados em seu conjunto, os resultados do presente trabalho contribuem para a preservação e manutenção da qualidade do material vegetal das espécies de Hypericum com potencial uso na terapêutica, bem como contribui para o entendimento da biosíntese dos principais metabólitos de H. polyanthemum que demonstram variar de acordo com o tecido vegetal. / Plant secondary metabolites are long ago known to be able to perform pharmacological effects. Hypericum genus possesses 494 species distributed around the world and approximately 20 grow in south Brazil and accumulate phenolic compounds such as flavonoids, xanthones, benzopyrans and phloroglucinol derivatives. Aiming plant quantity and quality for pharmaceutical industry purposes, as well as to avoid natural resource exploitation, in vitro and ex vitro (acclimatization) protocols were established for H. polyanthemum, H. ternum, H. myrianthum, H. carinatum e H. campestre, affording uniform and increased vegetal biomass. H. teretiusculum is a species recently found in the state center, demonstrating secondary metabolite accumulation and only few information in literature, most of them directed to botanical aspects. These data leaded to the establishment of in vitro and ex vitro propagation protocols for the species. Plants were successfully micropropagated in MΔ medium with or without IBA supplementation. After 18 weeks of field growth, vegetal biomass increase and phloroglucinol derivatives accumulation was verified, with uliginosin B and isohyperbrasilol B, just found as traces in in natura plants as well as hyperbrasilol B and japonicin A, not detected in plants harvested directly from the wild. These results attest the relevance of cultivation protocols establishment aiming to optimize bioactive molecules obtainment. Among the native studied species, H. polyanthemum is highlighted for HP1, HP2 and HP3 benzopyrans productions, described just for the species until now. Besides, the phloroglucinol uliginosin B is also produced. The presence of HP1, with antinociceptive and antidepressant activities and uliginosin B, classified as a novel prototype for antidepressant-like molecules, a patent was deposited for n-hexanic extract of the species, claiming for investigations focusing on biosynthesis increment. Guided for this objective, abiotic stresses (SA application and mechanical damage, alone or combined, mild fertilization and drough, alone or combined) was imposed to acclimatized plants of H. polyanthemum on eighteenth week of field growth. Although HP2 was not increased with any of the applied treatments, a 40-fold and 6-fold increase on uliginosin B production in leaves and reproductive parts, respectively are highlighted among the obtained results, as well as significant increase in HP1 in leaves and HP3 in reproductive parts after drought and drought + fertilization treatment, respectively. The data suggest that main H. polyanthemum metabolites might be strongly induced by drought stress modulation. The establishment of in vitro adventitious root cultures of H. polyanthemum was described as alternative for rapid and “clean” secondary metabolites obtainment. Nevertheless, even demonstrating ability for stable in vitro growth, benzopyrans and phloroglucinol derivatives were not detected in this tissue, but a wide array of xanthones was detected instead. It is interesting to point out that only traces of xanthone is related for in natura plants and such class of compounds was not detected in in vitro plants. Aiming to understand biosynthesis of these compound, type III polyketide synthases (type III PKS) were investigated in H. polyanthemum tissue, focusing mainly on BUS discovery, involved in benzopyrans and phloroglucinol biosynthesis. After screening cell suspension cultures cDNA, a benzophenone synthase (BPS) enzyme was isolated and biochemically characterized, while in vitro plants afforded a 3’-end fragment of a type III PKS specific ORF and neither other enzymes related with xanthone biosynthesis. These data are in accordance with phytochemical profile displayed by cells suspensions, presenting at least two xanthones as majoritarian compounds in the extracts, and plants, which just accumulate benzopyrans and uliginosin B. Considered compiled data, the present work direct medicinal plant studies into increment of valuable secondary metabolites.

Sistemas de produção in vitro de embriões mamíferos muitas vezes requerem que o cultivo embrionário seja realizado de forma individualizada. Entretanto, os resultados obtidos com o cultivo in vitro (CIV) individual são inconstantes e, por vezes, inferiores ao CIV em grupo. Entre os sistemas que requerem o CIV individual, a técnica de handmade cloning (HMC) se destaca por produzir embriões sem zona pelúcida que não podem ser cultivados agrupados em protocolos convencionais de CIV. O objetivo deste experimento foi determinar as taxas de desenvolvimento in vitro e in vivo de embriões bovinos clonados pela técnica de HMC e submetidos a três diferentes sistemas de CIV em micropoços (Well of the well – WOW), sendo um industrial, confeccionado em polidimetilsiloxano (PDMS), que visou à padronização da configuração do sistema de CIV. Após 11 replicações, de 3.876 complexos cumuli-oócito bovinos maturados in vitro, 3.437 (88,6%) oócitos apresentaram a extrusão do 1º corpúsculo polar. Após a digestão da zona pelúcida, 2.992 estruturas foram bisseccionadas manualmente, com a produção de 2.288 hemi-citoplastos. Reconstruiram-se 1.011 embriões pela adesão de dois hemi-citoplastos a uma célula somática (célula-tronco mesenquimal bovina de uma fêmea adulta da raça Nelore), dos quais 751 (74,2%) embriões fusionaram após eletrofusão, sendo 715 ativados quimicamente. Os embriões clonados (n=705) foram então alocados aleatoriamente em três grupos experimentais para o CIV: Grupo 1 (G1) – micropoço modificado (WOW-modificado, FELTRIN et al., 2006a); Grupo 2 (G2) – micropoço convencional (WOW-convencional , VATJA et al., 2000); e Grupo 3 (G3) – micropoço – PDMS (WOW-PDMS) . Como grupo controle (FIV, Grupo 4, G4), 594 oócitos foram colocados em maturação, fecundação e cultivo in vitro, em paralelo aos grupos clonados. Os resultados das taxas de clivagem no Dia 2, de blastocisto no Dia 7 e de prenhez no Dia 30 de desenvolvimento foram analisados pelo teste do χ2 com nível de significância de 5%. Não houve diferença significativa quanto à taxa de clivagem nos diferentes grupos. Entretanto, a taxa de blastocisto (BL) no G1 (99/239; 41,4%) foi significativamente superior à observada no G2 (72/232; 31,0%) e no G3 (68/234; 29,1%), sendo estas últimas semelhantes entre si. A taxa de BL do grupo controle (315/594; 53,0%) foi superior aos três grupos experimentais. Finalmente, o desenvolvimento in vivo até o Dia 30 de prenhez não diferiu entre os grupos G1 (7/15; 46,7%), G2 (7/13; 53,9%) e G3 (6/16; 50,0%). O sistema em micropoço modificado promoveu melhores condições de CIV a embriões clonados por HMC, traduzido por maiores taxas de BL, não se refletindo, entretanto, em diferenças no desenvolvimento in vivo subseqüente à transferência para fêmeas receptoras. / In vitro production systems for mammalian embryos quite often require embryos to be cultured individually. However, results obtained after individual embryo in vitro culture (IVC) are frequently inconsistent and inferior to IVC in groups. The Handmade Cloning (HMC) procedure is among the systems that require individual IVC, since zona-free embryos cannot be grouped for culture by standard IVC protocols. The aim of this study was to evaluate the in vitro and in vivo development of bovine embryos cloned by HMC, after the IVC in three distinct microwell arrangements, including an industrial chip, manufactured in polydimethylsiloxane (PDMS), which aimed to standardize the pattern of the IVC system. After 11 replications, 3,437 (88.6%) oocytes were selected based on the extrusion of the first polar body, out of 3,876 in vitro-matured bovine cumuli-oocyte complexes. Following zona pellucida digestion, 2,992 structures were manually bisected, generating 2,288 hemi-cytoplasts. A total of 1,011 embryos were reconstructed by the adhesion of two hemi-cytoplasts to a somatic cell (bovine mesenchymal stem cells from an adult Nelore female), with 751 fusing (74.2%) following electrofusion, and 715 being chemically activated. Cloned embryos (n=705) were then randomly allocated to one of three IVC experimental groups: Group 1 (G1) – modified microwells (FELTRIN et al., 2006a); Group 2 (G2) – conventional microwells (VATJA et al., 2000); and Group 3 (G3) – microwells in PDMS. As control group (IVF, Group 4, G4), 594 oocytes were in vitro-matured, fertilized and cultured in parallel to the cloned groups. Cleavage, blastocyst and pregnancy rates evaluated on Days 2, 7 and 30 of development were analyzed by the χ2 test, for a significance level of 5%. No differences in cleavage rates were observed between groups. However, blastocyst rates in G1 (99/239; 41.4%) were significantly higher than in G2 (72/232; 31.0%) and in G3 (68/234; 29.1%), which did not differ between one another. Blastocyst rates in the IVF control group (315/594; 53.0%) were in turn higher than in all cloned experimental groups. Finally, in vivo development to Day 30 of pregnancy was not different between G1 (7/15; 46.7%), G2 (7/13; 53.9%) and G3 (6/16; 50.0%). In summary, the modified microwell system promoted superior development to the blastocyst stage than both the conventional and the DMPS-based microwell systems, with no impact on the subsequent in vivo development after transfer to female recipients.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In vitro cultured bovine embryos are susceptible to oxidative stress caused by high oxygen concentration, that contributes to free radicals formation. Therefore, antioxidant defense systems are needed to neutralize the reactive oxygen species and their harmful effects. The aim of this study was to evaluate the addition of different concentrations (100, 250 and 500μM) of ascorbic acid (AA) antioxidant to in vitro maturation (IVM, 9 replications) or culture (IVC, 8 replications) media of bovine embryos (Chapter 1). The concentration that provided greatest embryonic development rate and better embryo quality was added to in vitro maturation and/or culture media at different gaseous atmospheres (Chapter 2, 10 replications). Media without antioxidant served as control-groups. Cumulus-oocyte complexes obtained from bovine ovaries at the slaughterhouse were randomly distributed in groups and matured in TCM-199 with addition of pFSH, bLH and 10% estrus cow serum (ECS), for 22 to 24h, in an incubator at 39°C and 5% CO 2 in air and saturated humidity. The in vitro production was performed using 20-40 oocytes/group in 400μL of medium in 4-well dishes (Chap. 1) and 13-32 oocytes/group in 200μL drops of medium under mineral oil (Chap. 2). The in vitro fertilization (D0) was performed with Bos taurus taurus frozen semen selected by Swim-up (Chap. 1) and Percoll gradient (Chap. 2) with 1x106 spermatozoa/mL in TALP-Fert with heparin and PHE, for 18 to 22h, at the same IVM conditions. The presumptive zygotes were in vitro cultured in SOFaaci medium with 5% ECS under mineral oil, in the bag system at 5% CO2, 5% O2 and 90% N2 and saturated humidity (Chap. 1 and 2), or in an incubator at 5% CO2 in air and saturated humidity (20% O2 in air; Chap 2). To analyze the percentage of embryos on D2, D7 and D9 a randomized block delineation was used, having as blockade criteria the collection day (Chap. 1). In Chap. 2, the cleavage rate on D2 was analyzed considering the effects of AA addition on maturation and culture and the interaction between the two factors. The embryonic development data on D7 and D9 were analyzed after arc sine square root transformation and considered the effects of AA presence on maturation and culture, the gaseous atmosphere and the interaction among these factors, taking into account the routine day in the analyses model. Blastocyst cell number was obtained after base 10 logarithmic transformation of data, using 8 (Chap. 1) and 10 replications (Chap. 2), with a significance level of 5%. In Chapter 1, the cleavage rate and embryonic development on D7 were similar (P>0.05) among the different AA concentrations added to IVM or IVC. However, the 100μM AA addition to IVC tended (P<0.07) to show higher blastocyst production (32.3%) when compared to the 500μM group (19.7%). The blastocyst production on D9 increased significantly when 100μM AA were added to IVM (P<0.05) compared to control-group (38.7 vs 29.0%), or on IVC (P<0.01) compared to 500μM concentration (28.1 vs 14.1%). The blastocyst cell number was similar (P>0.05) among the different AA concentrations and the control-group. In Chapter 2, there was no effect of interaction (P>0.05) among the factors studied (AA on IVM, AA on IVC and atmosphere of culture) on D2, D7 and D9. Cleavage rate and embryonic development on D7 and D9 did not differ (P>0.05) between groups with and without antioxidant addition, independently of the gaseous atmosphere. However, a greater cell number was observed in hatched blastocysts (P<0.05) when the AA was included in the culture medium. The results indicate that 100μM ascorbic acid concentration can be used during IVM or IVC to increase embryo production, especially on D9, and improve the quality of hatched blastocysts, independently of the culture gaseous atmosphere. / Embriões bovinos cultivados in vitro são susceptíveis ao estresse oxidativo causado pela alta concentração de oxigênio, que contribui para a formação de radicais livres. Por isso, sistemas antioxidantes de defesa são necessários para neutralizar as espécies reativas de oxigênio e seus efeitos prejudiciais. Este estudo teve como objetivo avaliar a adição de diferentes concentrações (100, 250 e 500μM) do antioxidante ácido ascórbico (AA) aos meios de maturação (MIV, 9 repetições) ou cultivo (CIV, 8 repetições) in vitro de embriões bovinos (Capítulo 1). A concentração que propiciou maior taxa de desenvolvimento embrionário e melhor qualidade dos embriões foi adicionada aos meios de maturação e/ou cultivo in vitro em diferentes atmosferas gasosas (Capítulo 2, 10 repetições). Meios sem antioxidante serviram como grupos-controle. Complexos cumulus-oócitos obtidos de ovários de frigorífico foram distribuídos aleatoriamente em grupos e maturados em TCM-199 adicionado de pFSH, bLH e 10% de soro de vaca em estro (SVE), por 22 a 24h, em estufa a 39°C e 5% CO 2 em ar e umidade saturada. Para a produção in vitro foram utilizados 20-40 oócitos/grupo em 400μL de meio em placa de quatro poços (Cap. 1) e 13-32 oócitos/grupo em gotas de 200μL de meio sob óleo mineral (Cap. 2). A fecundação in vitro (D0) foi conduzida com sêmen congelado Bos taurus taurus selecionado por Swim-up (Cap. 1) e gradiente de Percoll (Cap. 2), com 1x106 espermatozóides/mL em TALP-Fert com heparina e PHE, por 18 a 22h, nas mesmas condições da MIV. Os prováveis zigotos foram cultivados in vitro em meio SOFaaci com 5% de SVE sob óleo mineral, no sistema de bolsas gaseificadas (bag system) a 5% CO2, 5% O2 e 90% N2 e umidade saturada (Cap. 1 e 2), ou em estufa a 5% CO2 em ar e umidade saturada (20% O2 em ar; Cap. 2). Para analisar a porcentagem de embriões no D2, D7 e D9 utilizou-se o delineamento blocos ao acaso, tendo como critério de bloqueio o dia da coleta (Cap. 1). No Cap. 2, para analisar a taxa de clivagem no D2 foram considerados os efeitos da adição do AA na maturação, adição do AA no cultivo e a interação entre os dois fatores. Os dados do desenvolvimento embrionário no D7 e D9 foram analisados após transformação arcoseno raiz quadrada e foram considerados os efeitos da presença do AA na maturação, presença do AA no cultivo, a atmosfera gasosa e a interação entre esses fatores, considerando o dia de realização da rotina no modelo de análise. Para contagem de células dos blastocistos os dados foram analisados após transformação logarítmica de base 10, sendo utilizadas 8 repetições (Cap. 1) e 10 repetições (Cap. 2), com nível de significância de 5%. No Capítulo 1, a taxa de clivagem e o desenvolvimento embrionário no D7 foram similares (P>0,05) entre as diferentes concentrações de AA adicionadas na MIV ou CIV. Entretanto, a adição de 100μM de AA no CIV apresentou tendência (P<0,07) de maior produção de blastocistos (32,3%) quando comparado ao grupo com 500μM (19,7%). A produção de blastocistos no D9 aumentou significativamente quando 100μM de AA foi adicionado na MIV (P<0,05) comparado ao grupo-controle (38,7 vs 29,0%), ou no CIV (P<0,01) comparado com a concentração de 500μM (28,1 vs 14,1%). O número de células por blastocisto foi similar (P>0,05) entre as diferentes concentrações de AA e o grupo-controle. No Capítulo 2, não houve efeito da interação (P>0,05) entre os fatores estudados (AA na MIV, AA no CIV e atmosfera de cultivo) sobre o D2, D7 e D9. A taxa de clivagem e o desenvolvimento embrionário no D7 e D9 não diferiram (P>0,05) entre os grupos com e sem antioxidante, independentemente da atmosfera gasosa. No entanto, maior número de células foi observado nos blastocistos eclodidos (P<0,05) quando o AA foi incluído no meio de cultivo. Os resultados indicam que a concentração de 100μM de ácido ascórbico pode ser utilizada durante a MIV ou CIV para incrementar a produção embrionária, especialmente no D9, além de melhorar a qualidade dos blastocistos eclodidos, independentemente da atmosfera gasosa de cultivo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-08Bitstream added on 2014-06-13T19:45:13Z : No. of bitstreams: 1 nogueira_e_dr_jabo.pdf: 663672 bytes, checksum: f044bd71ec8b6a869bb1626ab1b3b25b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste estudo foi verificar os efeitos da suplementação energética e com diferentes fontes de gordura na produção de embriões FIV e no perfil metabólico em novilhas nelore. Foram realizados dois experimentos, no primeiro, vinte novilhas Nelore (Bos taurus indicus) com idade média de 30 meses, com peso médio de 417,0 ± 42,4 kg foram distribuidas aleatoriamente em 3 tratamentos: T1 (n= 7), animais receberam 100% das exigências de manutença de energia, calculados conforme NRC (1997), T2 onde os animais receberam 170% das exigências de manutenção de energia (1,7 X M), e T3, onde os animais receberam 170 % das exigências de manutenção de energia com adição de 200 g de gordura protegida-AGCL (Megalac®). No segundo experimento 12 novilhas Nelore (Bos taurus indicus) com idade variando de 14 a 18 meses, com peso médio inicial de 309,6 kg, foram distribuidas em 4 tratamentos, de acordo com peso e população folicular avaliada por ultrasonografia: T1, animais receberam 100% dos requerimentos de mantença de energia, calculados conforme NRC (1997), T2- animais receberam 170% das exigências de mantença de energia, T3- idem ao T2, com adição de 4% de óleo de soja na MS, e T4- idem ao T2, com adição de 200 g de AGCL (Megalac ®). O período de adaptação foi quinze dias, onde os animais receberam feno de capim Brachiaria e ração concentrada... / Two experiments were carried to evaluate the effect of the energy and fat in the metabolic profile, follicular dynamic, oocyte and in vitro embryo production in Nelore heifers (Bos taurus indicus). In the first, twenty Nelore heifers with 30 months old, and average weight 417,0 ± 42,4 were allocated in 3 treatments, in accordance with weight and follicular population evaluated by ultrasound: T1, animals received 100% of energy maintenance, calculated as NRC (1997), T2- animals received 170% of energy maintenance; T3: animals received 170% of energy maintenance with addition of 200 g Megalac ®. In the second experiment, 12 Nelore heifers with 14-18 months and 309,6 kg average weight, were allocated in 3 treatments, in tree periods: T1, animals received 100% of energy maintenance, calculated as NRC (1997), T2- animals received 170% of energy maintenance; T3: animals received 170% of energy maintenance with addition of 4% soybean oil in Dry Matter and T4: animals received 170% of energy maintenance with addition of 200 g Megalac ®. After adaptation period, the treatment initiated, animals had synchronized ovulation, blood samples were collected, and follicular aspiration was carried to evaluate the oocytes and in vitro embryo production. Follicular development was monitored daily by ultrasonography until day post heat. The consumption of MS and the weight gain were lower in group T1 (P< 0.05), in relation to the others treatments. The FSH, LH, and albumin concentrations were not different (P > 0.05) among treatments. The cholesterol concentrations were higher in the T3 and T4 groups (P< 0.05) only in the second experiment... (Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-19Bitstream added on 2014-06-13T20:26:30Z : No. of bitstreams: 1 faria_ga_dr_ilha_prot.pdf: 2915526 bytes, checksum: 6eed63992f54372dba74ee2762c7ab68 (MD5) / Estudos preliminares referentes ao tipo de explante, meio de cultura são necessários para se definir protocolos de estabelecimento, desenvolvimento, multiplicação e conservação in vitro, bem como garantir a fidelidade na resposta morfogênica. A determinação do número ideal de repetições e do tamanho ótimo de parcelas experimentais é uma das maneiras de se aumentar a precisão experimental e, conseqüentemente, maximizar as informações obtidas em um experimento. Este trabalho teve por objetivo a determinação do tamanho ótimo de parcelas em experimentos in vitro nas etapas de estabelecimento, desenvolvimento, multiplicação e conservação de Passiflora sp. Foram conduzidos sete experimentos, com diversos ensaios de uniformidade com as espécies Passiflora giberti N.E. Brown., P. edulis Sims f. edulis, e P. laurifolia L.. Foram simulados diversos tamanhos e formas de parcelas, em que cada frasco com um explante foi considerado como uma unidade básica (parcela), os quais foram combinados formando parcelas com até 10, 25 e 50 frasco com um explante por unidade básica, em função do tipo de experimento. Para a estimação do tamanho ótimo de parcelas empregou-se o método da máxima curvatura modificado. De acordo com os resultados obtidos para experimentos in vitro com a espécie P. giberti N. E. Brown., o tamanho ótimo de parcelas recomendado é o de 15 frasco com um explante para experimentos de estabelecimento, 10 frasco com um explante por parcela para experimentos com conservação e 13 frasco com um explante para experimentos com desenvolvimento. Para a espécie P. edulis Sims f. edulis, o tamanho ótimo de parcelas recomendado é o de 11 frasco com um explante para experimentos de estabelecimento e 26 frasco com um explante para experimentos de multiplicação. Para a espécie P. laurifolia L., o tamanho ótimo de parcela deve ser de 9 frasco com um explante para... / Preliminary studies concerning to explant type and culture medium are necessary to define establishment, development multiplication and in vitro conservation protocols, as well to guarantee fidelity in morphogenic response. One of the ways to increase experimental precision is to determinate the ideal number of repetitions and the optimal size of plots and maximize informations obtained in a experiment. This work aimed to determinate optimal size of plots in in vitro experiments for establishment, development, multiplication e conservation of Passiflora sp. Seven experiments were made, with several uniformity essays with Passiflora giberti N.E. Brown., P. edulis Sims f. edulis, e P. laurifolia L. species. Various sizes and plot forms were simulated, where as each bottle with a explain was considered as the basic unit till 10, 25 e 50 bottles with a explant by basic unit. Modified maximum curvature method was employed to estimate the optimal size of plots. According to results in vitro experiments with P. giberti N. E. Brown. species, optimal size of plots recommended is 15 bottles with a explant in establishment experiments, 10 bottles with a explant by plot in conservation experiments and 13 bottles with a explant in development experiments. The optimal size of plots recommended to P. edulis Sims f. edulis species is 11 bottles with a explant in establishment experiments and 26 bottles with a explant in multiplication experiments. The optimal size of plots to P. laurifolia L. species is 9 bottles with a explant in establishment experiments and 34 bottles with a explant in multiplication experiments, considering available variables in all experiments. The results obtained can subsidize with Passiflora culture in vitro experiments under different conditions

Sistemas de produção in vitro de embriões mamíferos muitas vezes requerem que o cultivo embrionário seja realizado de forma individualizada. Entretanto, os resultados obtidos com o cultivo in vitro (CIV) individual são inconstantes e, por vezes, inferiores ao CIV em grupo. Entre os sistemas que requerem o CIV individual, a técnica de handmade cloning (HMC) se destaca por produzir embriões sem zona pelúcida que não podem ser cultivados agrupados em protocolos convencionais de CIV. O objetivo deste experimento foi determinar as taxas de desenvolvimento in vitro e in vivo de embriões bovinos clonados pela técnica de HMC e submetidos a três diferentes sistemas de CIV em micropoços (Well of the well – WOW), sendo um industrial, confeccionado em polidimetilsiloxano (PDMS), que visou à padronização da configuração do sistema de CIV. Após 11 replicações, de 3.876 complexos cumuli-oócito bovinos maturados in vitro, 3.437 (88,6%) oócitos apresentaram a extrusão do 1º corpúsculo polar. Após a digestão da zona pelúcida, 2.992 estruturas foram bisseccionadas manualmente, com a produção de 2.288 hemi-citoplastos. Reconstruiram-se 1.011 embriões pela adesão de dois hemi-citoplastos a uma célula somática (célula-tronco mesenquimal bovina de uma fêmea adulta da raça Nelore), dos quais 751 (74,2%) embriões fusionaram após eletrofusão, sendo 715 ativados quimicamente. Os embriões clonados (n=705) foram então alocados aleatoriamente em três grupos experimentais para o CIV: Grupo 1 (G1) – micropoço modificado (WOW-modificado, FELTRIN et al., 2006a); Grupo 2 (G2) – micropoço convencional (WOW-convencional , VATJA et al., 2000); e Grupo 3 (G3) – micropoço – PDMS (WOW-PDMS) . Como grupo controle (FIV, Grupo 4, G4), 594 oócitos foram colocados em maturação, fecundação e cultivo in vitro, em paralelo aos grupos clonados. Os resultados das taxas de clivagem no Dia 2, de blastocisto no Dia 7 e de prenhez no Dia 30 de desenvolvimento foram analisados pelo teste do χ2 com nível de significância de 5%. Não houve diferença significativa quanto à taxa de clivagem nos diferentes grupos. Entretanto, a taxa de blastocisto (BL) no G1 (99/239; 41,4%) foi significativamente superior à observada no G2 (72/232; 31,0%) e no G3 (68/234; 29,1%), sendo estas últimas semelhantes entre si. A taxa de BL do grupo controle (315/594; 53,0%) foi superior aos três grupos experimentais. Finalmente, o desenvolvimento in vivo até o Dia 30 de prenhez não diferiu entre os grupos G1 (7/15; 46,7%), G2 (7/13; 53,9%) e G3 (6/16; 50,0%). O sistema em micropoço modificado promoveu melhores condições de CIV a embriões clonados por HMC, traduzido por maiores taxas de BL, não se refletindo, entretanto, em diferenças no desenvolvimento in vivo subseqüente à transferência para fêmeas receptoras. / In vitro production systems for mammalian embryos quite often require embryos to be cultured individually. However, results obtained after individual embryo in vitro culture (IVC) are frequently inconsistent and inferior to IVC in groups. The Handmade Cloning (HMC) procedure is among the systems that require individual IVC, since zona-free embryos cannot be grouped for culture by standard IVC protocols. The aim of this study was to evaluate the in vitro and in vivo development of bovine embryos cloned by HMC, after the IVC in three distinct microwell arrangements, including an industrial chip, manufactured in polydimethylsiloxane (PDMS), which aimed to standardize the pattern of the IVC system. After 11 replications, 3,437 (88.6%) oocytes were selected based on the extrusion of the first polar body, out of 3,876 in vitro-matured bovine cumuli-oocyte complexes. Following zona pellucida digestion, 2,992 structures were manually bisected, generating 2,288 hemi-cytoplasts. A total of 1,011 embryos were reconstructed by the adhesion of two hemi-cytoplasts to a somatic cell (bovine mesenchymal stem cells from an adult Nelore female), with 751 fusing (74.2%) following electrofusion, and 715 being chemically activated. Cloned embryos (n=705) were then randomly allocated to one of three IVC experimental groups: Group 1 (G1) – modified microwells (FELTRIN et al., 2006a); Group 2 (G2) – conventional microwells (VATJA et al., 2000); and Group 3 (G3) – microwells in PDMS. As control group (IVF, Group 4, G4), 594 oocytes were in vitro-matured, fertilized and cultured in parallel to the cloned groups. Cleavage, blastocyst and pregnancy rates evaluated on Days 2, 7 and 30 of development were analyzed by the χ2 test, for a significance level of 5%. No differences in cleavage rates were observed between groups. However, blastocyst rates in G1 (99/239; 41.4%) were significantly higher than in G2 (72/232; 31.0%) and in G3 (68/234; 29.1%), which did not differ between one another. Blastocyst rates in the IVF control group (315/594; 53.0%) were in turn higher than in all cloned experimental groups. Finally, in vivo development to Day 30 of pregnancy was not different between G1 (7/15; 46.7%), G2 (7/13; 53.9%) and G3 (6/16; 50.0%). In summary, the modified microwell system promoted superior development to the blastocyst stage than both the conventional and the DMPS-based microwell systems, with no impact on the subsequent in vivo development after transfer to female recipients.

Metabólitos secundários produzidos por espécies vegetais são, há tempos, reconhecidos como moléculas capazes de desempenhar ações farmacológicas. Entre as plantas medicinais mais utilizadas estão espécies do gênero Hypericum, pertencente à família Guttiferae, e que possui 494 espécies. Destas, aproximadamente 20 estão distribuídas no sul e sudeste do Brasil e apresentam o acúmulo de compostos fenólicos como flavonoides, xantonas, benzopiranos e floroglucinois. Como forma de garantia da qualidade e quantidade de plantas medicinais para consumo da indústria farmacêutica, bem como uma alternativa para preservação das espécies, o estabelecimento de protocolos de cultivo apresenta-se como uma opção vantajosa frente ao uso de plantas coletadas diretamente de seus locais de crescimento. Por este motivo, espécies nativas do sul do Brasil como H. polyanthemum, H. ternum, H. myrianthum, H. carinatum e H. campestre tiveram seus protocolos de cultivo in vitro e ex vitro (aclimatização) estabelecidos, verificando-se a possibilidade da produção de biomassa vegetal uniforme e de maneira otimizada, com a manutenção da síntese dos metabólitos de interesse. H. teretiusculum, espécie recém identificada na região central do estado, apresenta o acúmulo de metabólitos secundários e escassos relatos na literatura, focados em seus aspectos botânicos. Estes fatos levaram ao estabelecimento do protocolo de cultivo in vitro e aclimatização da espécie. As plântulas apresentaram crescimento satisfatório quando cultivadas in vitro em meio MΔ apenas ou suplementado com ácido indol butírico. Após 18 semanas de aclimatização, verificou-se o aumento da biomassa e o acúmulo dos derivados do floroglucinol uliginosina B e isohyperbrasilol B, verificados em traços na planta in natura, bem como hiperbrasilol B e japonicina A, não detectados nos extratos das plantas coletadas de seu habitat natural. Este resultado evidencia a relevância do cultivo in vitro como forma de otimização da produção de moléculas bioativas. Entre as espécies nativas estudadas, H. polyanthemum destaca-se por ser a única, até o momento, produtora dos três benzopiranos, HP1, HP2 e HP3. Além deles, a planta também produz o derivado do floroglucinol uliginosina B. A presença de HP1, com atividades analgésica e antidepressiva bem como de uliginosina B, que se classifica como novo protótipo para moléculas antidepressivas, levou ao desenvolvimento de um depósito de patente para o extrato n-hexano da espécie e requer estudos para a investigação da otimização em sua biossíntese. Neste sentido, a influência da imposição de estresse abiótico (ácido salicílico e dano mecânico, sozinhos ou combinados, fertilização e seca, sozinhos ou combinados) em plantas aclimatizadas de H. polyanthemum foi investigada na décima oitava semana de aclimatização. Embora HP2 não tenha apresentado aumento em nenhum dos tratamentos aplicados, o aumento de 40 e 6 vezes na produção de uliginosina B nas folhas e flores, respectivamente, destaca-se entre os resultados obtidos, bem como aumento significativo na síntese de HP1 nas folhas e flores e HP3 nas folhas após a aplicação de seca e seca com fertilização, respectivamente. Os resultados sugerem que a biossíntese dos principais metabólitos de H. polyanthemum pode ser consideravelmente incrementada com a exploração do recurso da imposição de estresse hídrico no mesmo. O estabelecimento do cultivo in vitro de raízes adventícias de H. polyanthemum foi realizado como alternativa de produção rápida e “limpa” dos metabólitos secundários de interesse. No entanto, embora apresentando crescimento satisfatório em meio líquido, a síntese de benzopiranos e floroglucinois não foi verificada, mas a produção de diversas xantonas. Interessante é ressaltar que apenas traços de uma xantona é relatado para plantas in natura da espécie, não sendo detectada em plântulas cultivadas in vitro. Com o objetivo de compreender a produção e regulação na síntese destes compostos, realizou-se a investigação de enzimas poliacetídeo sintases (PKS) do tipo III nos tecidos da espécie, com o objetivo principal da obtenção de uma isobutirofenona sintase, envolvida com a biossíntese de floroglucinois e benzopiranos. Dos screenings realizados com primers de expressão de algumas PKS do tipo III foi possível isolar uma benzofenona sintase (BPS) das culturas de células em suspensão e um fragmento 3’-terminal de uma ORF específica para PKS do tipo III, sem apresentar enzimas funcionalmente relacionadas à BPSs. Estes achados concordam com o perfil fitoquímico das culturas de células em suspensão, que apresentam no mínimo duas xantonas como componentes majoritários, e das plântulas in vitro, que apresentam majoritariamente benzopiranos e derivados do floroglucinol em seus extratos, sem detecção de estruturas relacionadas à xantonas. Considerados em seu conjunto, os resultados do presente trabalho contribuem para a preservação e manutenção da qualidade do material vegetal das espécies de Hypericum com potencial uso na terapêutica, bem como contribui para o entendimento da biosíntese dos principais metabólitos de H. polyanthemum que demonstram variar de acordo com o tecido vegetal. / Plant secondary metabolites are long ago known to be able to perform pharmacological effects. Hypericum genus possesses 494 species distributed around the world and approximately 20 grow in south Brazil and accumulate phenolic compounds such as flavonoids, xanthones, benzopyrans and phloroglucinol derivatives. Aiming plant quantity and quality for pharmaceutical industry purposes, as well as to avoid natural resource exploitation, in vitro and ex vitro (acclimatization) protocols were established for H. polyanthemum, H. ternum, H. myrianthum, H. carinatum e H. campestre, affording uniform and increased vegetal biomass. H. teretiusculum is a species recently found in the state center, demonstrating secondary metabolite accumulation and only few information in literature, most of them directed to botanical aspects. These data leaded to the establishment of in vitro and ex vitro propagation protocols for the species. Plants were successfully micropropagated in MΔ medium with or without IBA supplementation. After 18 weeks of field growth, vegetal biomass increase and phloroglucinol derivatives accumulation was verified, with uliginosin B and isohyperbrasilol B, just found as traces in in natura plants as well as hyperbrasilol B and japonicin A, not detected in plants harvested directly from the wild. These results attest the relevance of cultivation protocols establishment aiming to optimize bioactive molecules obtainment. Among the native studied species, H. polyanthemum is highlighted for HP1, HP2 and HP3 benzopyrans productions, described just for the species until now. Besides, the phloroglucinol uliginosin B is also produced. The presence of HP1, with antinociceptive and antidepressant activities and uliginosin B, classified as a novel prototype for antidepressant-like molecules, a patent was deposited for n-hexanic extract of the species, claiming for investigations focusing on biosynthesis increment. Guided for this objective, abiotic stresses (SA application and mechanical damage, alone or combined, mild fertilization and drough, alone or combined) was imposed to acclimatized plants of H. polyanthemum on eighteenth week of field growth. Although HP2 was not increased with any of the applied treatments, a 40-fold and 6-fold increase on uliginosin B production in leaves and reproductive parts, respectively are highlighted among the obtained results, as well as significant increase in HP1 in leaves and HP3 in reproductive parts after drought and drought + fertilization treatment, respectively. The data suggest that main H. polyanthemum metabolites might be strongly induced by drought stress modulation. The establishment of in vitro adventitious root cultures of H. polyanthemum was described as alternative for rapid and “clean” secondary metabolites obtainment. Nevertheless, even demonstrating ability for stable in vitro growth, benzopyrans and phloroglucinol derivatives were not detected in this tissue, but a wide array of xanthones was detected instead. It is interesting to point out that only traces of xanthone is related for in natura plants and such class of compounds was not detected in in vitro plants. Aiming to understand biosynthesis of these compound, type III polyketide synthases (type III PKS) were investigated in H. polyanthemum tissue, focusing mainly on BUS discovery, involved in benzopyrans and phloroglucinol biosynthesis. After screening cell suspension cultures cDNA, a benzophenone synthase (BPS) enzyme was isolated and biochemically characterized, while in vitro plants afforded a 3’-end fragment of a type III PKS specific ORF and neither other enzymes related with xanthone biosynthesis. These data are in accordance with phytochemical profile displayed by cells suspensions, presenting at least two xanthones as majoritarian compounds in the extracts, and plants, which just accumulate benzopyrans and uliginosin B. Considered compiled data, the present work direct medicinal plant studies into increment of valuable secondary metabolites.

Metabólitos secundários produzidos por espécies vegetais são, há tempos, reconhecidos como moléculas capazes de desempenhar ações farmacológicas. Entre as plantas medicinais mais utilizadas estão espécies do gênero Hypericum, pertencente à família Guttiferae, e que possui 494 espécies. Destas, aproximadamente 20 estão distribuídas no sul e sudeste do Brasil e apresentam o acúmulo de compostos fenólicos como flavonoides, xantonas, benzopiranos e floroglucinois. Como forma de garantia da qualidade e quantidade de plantas medicinais para consumo da indústria farmacêutica, bem como uma alternativa para preservação das espécies, o estabelecimento de protocolos de cultivo apresenta-se como uma opção vantajosa frente ao uso de plantas coletadas diretamente de seus locais de crescimento. Por este motivo, espécies nativas do sul do Brasil como H. polyanthemum, H. ternum, H. myrianthum, H. carinatum e H. campestre tiveram seus protocolos de cultivo in vitro e ex vitro (aclimatização) estabelecidos, verificando-se a possibilidade da produção de biomassa vegetal uniforme e de maneira otimizada, com a manutenção da síntese dos metabólitos de interesse. H. teretiusculum, espécie recém identificada na região central do estado, apresenta o acúmulo de metabólitos secundários e escassos relatos na literatura, focados em seus aspectos botânicos. Estes fatos levaram ao estabelecimento do protocolo de cultivo in vitro e aclimatização da espécie. As plântulas apresentaram crescimento satisfatório quando cultivadas in vitro em meio MΔ apenas ou suplementado com ácido indol butírico. Após 18 semanas de aclimatização, verificou-se o aumento da biomassa e o acúmulo dos derivados do floroglucinol uliginosina B e isohyperbrasilol B, verificados em traços na planta in natura, bem como hiperbrasilol B e japonicina A, não detectados nos extratos das plantas coletadas de seu habitat natural. Este resultado evidencia a relevância do cultivo in vitro como forma de otimização da produção de moléculas bioativas. Entre as espécies nativas estudadas, H. polyanthemum destaca-se por ser a única, até o momento, produtora dos três benzopiranos, HP1, HP2 e HP3. Além deles, a planta também produz o derivado do floroglucinol uliginosina B. A presença de HP1, com atividades analgésica e antidepressiva bem como de uliginosina B, que se classifica como novo protótipo para moléculas antidepressivas, levou ao desenvolvimento de um depósito de patente para o extrato n-hexano da espécie e requer estudos para a investigação da otimização em sua biossíntese. Neste sentido, a influência da imposição de estresse abiótico (ácido salicílico e dano mecânico, sozinhos ou combinados, fertilização e seca, sozinhos ou combinados) em plantas aclimatizadas de H. polyanthemum foi investigada na décima oitava semana de aclimatização. Embora HP2 não tenha apresentado aumento em nenhum dos tratamentos aplicados, o aumento de 40 e 6 vezes na produção de uliginosina B nas folhas e flores, respectivamente, destaca-se entre os resultados obtidos, bem como aumento significativo na síntese de HP1 nas folhas e flores e HP3 nas folhas após a aplicação de seca e seca com fertilização, respectivamente. Os resultados sugerem que a biossíntese dos principais metabólitos de H. polyanthemum pode ser consideravelmente incrementada com a exploração do recurso da imposição de estresse hídrico no mesmo. O estabelecimento do cultivo in vitro de raízes adventícias de H. polyanthemum foi realizado como alternativa de produção rápida e “limpa” dos metabólitos secundários de interesse. No entanto, embora apresentando crescimento satisfatório em meio líquido, a síntese de benzopiranos e floroglucinois não foi verificada, mas a produção de diversas xantonas. Interessante é ressaltar que apenas traços de uma xantona é relatado para plantas in natura da espécie, não sendo detectada em plântulas cultivadas in vitro. Com o objetivo de compreender a produção e regulação na síntese destes compostos, realizou-se a investigação de enzimas poliacetídeo sintases (PKS) do tipo III nos tecidos da espécie, com o objetivo principal da obtenção de uma isobutirofenona sintase, envolvida com a biossíntese de floroglucinois e benzopiranos. Dos screenings realizados com primers de expressão de algumas PKS do tipo III foi possível isolar uma benzofenona sintase (BPS) das culturas de células em suspensão e um fragmento 3’-terminal de uma ORF específica para PKS do tipo III, sem apresentar enzimas funcionalmente relacionadas à BPSs. Estes achados concordam com o perfil fitoquímico das culturas de células em suspensão, que apresentam no mínimo duas xantonas como componentes majoritários, e das plântulas in vitro, que apresentam majoritariamente benzopiranos e derivados do floroglucinol em seus extratos, sem detecção de estruturas relacionadas à xantonas. Considerados em seu conjunto, os resultados do presente trabalho contribuem para a preservação e manutenção da qualidade do material vegetal das espécies de Hypericum com potencial uso na terapêutica, bem como contribui para o entendimento da biosíntese dos principais metabólitos de H. polyanthemum que demonstram variar de acordo com o tecido vegetal. / Plant secondary metabolites are long ago known to be able to perform pharmacological effects. Hypericum genus possesses 494 species distributed around the world and approximately 20 grow in south Brazil and accumulate phenolic compounds such as flavonoids, xanthones, benzopyrans and phloroglucinol derivatives. Aiming plant quantity and quality for pharmaceutical industry purposes, as well as to avoid natural resource exploitation, in vitro and ex vitro (acclimatization) protocols were established for H. polyanthemum, H. ternum, H. myrianthum, H. carinatum e H. campestre, affording uniform and increased vegetal biomass. H. teretiusculum is a species recently found in the state center, demonstrating secondary metabolite accumulation and only few information in literature, most of them directed to botanical aspects. These data leaded to the establishment of in vitro and ex vitro propagation protocols for the species. Plants were successfully micropropagated in MΔ medium with or without IBA supplementation. After 18 weeks of field growth, vegetal biomass increase and phloroglucinol derivatives accumulation was verified, with uliginosin B and isohyperbrasilol B, just found as traces in in natura plants as well as hyperbrasilol B and japonicin A, not detected in plants harvested directly from the wild. These results attest the relevance of cultivation protocols establishment aiming to optimize bioactive molecules obtainment. Among the native studied species, H. polyanthemum is highlighted for HP1, HP2 and HP3 benzopyrans productions, described just for the species until now. Besides, the phloroglucinol uliginosin B is also produced. The presence of HP1, with antinociceptive and antidepressant activities and uliginosin B, classified as a novel prototype for antidepressant-like molecules, a patent was deposited for n-hexanic extract of the species, claiming for investigations focusing on biosynthesis increment. Guided for this objective, abiotic stresses (SA application and mechanical damage, alone or combined, mild fertilization and drough, alone or combined) was imposed to acclimatized plants of H. polyanthemum on eighteenth week of field growth. Although HP2 was not increased with any of the applied treatments, a 40-fold and 6-fold increase on uliginosin B production in leaves and reproductive parts, respectively are highlighted among the obtained results, as well as significant increase in HP1 in leaves and HP3 in reproductive parts after drought and drought + fertilization treatment, respectively. The data suggest that main H. polyanthemum metabolites might be strongly induced by drought stress modulation. The establishment of in vitro adventitious root cultures of H. polyanthemum was described as alternative for rapid and “clean” secondary metabolites obtainment. Nevertheless, even demonstrating ability for stable in vitro growth, benzopyrans and phloroglucinol derivatives were not detected in this tissue, but a wide array of xanthones was detected instead. It is interesting to point out that only traces of xanthone is related for in natura plants and such class of compounds was not detected in in vitro plants. Aiming to understand biosynthesis of these compound, type III polyketide synthases (type III PKS) were investigated in H. polyanthemum tissue, focusing mainly on BUS discovery, involved in benzopyrans and phloroglucinol biosynthesis. After screening cell suspension cultures cDNA, a benzophenone synthase (BPS) enzyme was isolated and biochemically characterized, while in vitro plants afforded a 3’-end fragment of a type III PKS specific ORF and neither other enzymes related with xanthone biosynthesis. These data are in accordance with phytochemical profile displayed by cells suspensions, presenting at least two xanthones as majoritarian compounds in the extracts, and plants, which just accumulate benzopyrans and uliginosin B. Considered compiled data, the present work direct medicinal plant studies into increment of valuable secondary metabolites.

Nas abordagens biotecnológicas de propagação de plantas, os meios de cultura devem ter uma composição química adequada à essa finalidade permitindo a otimização da produção. Como a bananeira (Musa sp.) é exigente em potássio, a busca do nível adequado desse macronutriente envolve não somente o comprometimento com o nível dos outros nutrientes (balanço iônico), mas também a relação entre eles. Para acompanhar os efeitos fisiológicos das relações de vários teores de K com os outros macro e micronutrientes é que explantes caulinares dos cvs. Nanica e Prata Anã foram cultivados em meio MS modificado em presença de BAP, sacarose, vitaminas, agar, suplementado com 6 diferentes doses de K: 5, 10, 15, 20, 25 e 30 mM, sendo que a dose 20 mM corresponde à concentração de K existente no MS básico, que foi adotado como controle.Foram feitas análises de massa de matéria seca (MMS),macro e micronutrientes na parte aérea, raiz e plântulas inteiras. Ao final do experimento foi determinado o número de plântulas e calculado o valor das relações N/K, K/P, K/Ca, K/Mg, K/Ca+Mg, K/S, K/Cu, K/Fe, K/Mn, K/Zn.Foram também dosados os teores da diamina putrescina e de poliaminas, e calculada a relação K/putrescina. Todos os parâmetros foram analisados segundo um delineamento experimental inteiramente casualizado. As plântulas que se desenvolveram em baixas concentrações de K apresentaram sintomas visuais de deficiência, como clorose e necrose das folhas mais velhas. Os cultivares apresentaram diferenças quantitativas entre si tanto em relação aos valores de MMS como em número de plântulas, relacionados às doses de K presentes nos meios de cultura. Em ambos os cultivares foi observada uma relação direta entre o desenvolvimento das plântulas e as concentrações de K com otimização ao redor de K 15 a 20 mM. Os teores de putrescina e de poliaminas foram maiores nos níveis mais baixos de K, atingindo o máximo na dose de K 5 mM. Em K 20 mM ocorreram maiores valores de MMS e em K 15 mM maior número de plântulas regeneradas. O íon K em geral foi mais intensamente absorvido do que os outros macro e micronutrientes sendo que estes tiveram sua absorção diminuída devido provavelmente a um efeito de diluição de seus teores pelo crescimento das plântulas in vitro. Esses resultados, inclusive os obtidos nas demais relações entre K e os outros macro e micronutrientes, as quais sempre foram crescentes (de K 5 a 30 mM), corroboram a essencialidade desse nutriente para os cvs. Nanica e Prata Anã. / Potassium is required in high dosis by the banana plant (Musa sp.) and interacts with other macro and micronutrients present in the medium in which banana tissues are maintained in vitro condition,with consequent modifications in the plant cell metabolism, mainly in nitrogen compounds, such as proteins and amino acids. When K is present in concentrations lower than the required, diamines such as putrescine, and polyamines, such as spermidine and spermine are formed. In order to establish the best dosis of K and follow the physiological consequences of the relationships N/K, K/P, K/Ca, K/Mg, K/Ca+Mg, K/S, K/Cu, K/Fe, K/Mn, K/Zn and K/putrescine, shoot apex of two banana cvs. Nanica and Prata Anã were maintained in asseptic conditions in modified MS media in the presence of 6 different dosis of K: 5, 10, 15, 20, 25 and 30 mM, K 20 mM being the K concentration in basic MS medium, and then transferred to rooting media with the same different K dosis. Dry wt., macro and micronutrients were measured in the shoots, roots and the intire plantlet, and number of plantlets produced determined, the data being analysed estatistically. Putrescine and polyamines were also determined. Visual symptoms of K deficiency such as clorosis and necrosis in the older leaves of all plantlets under low dosis of K were observed. The levels of putrescine and polyamines increased as K decreased in the medium, reaching the maximum value at K 5 mM, both cultivars presenting similar bahavior in relation to the diamine in some K concentrations. Quantitative differences were obtained among the two cultivars pertained to dry wt. values, number of in vitro regenerated banana plantlets and K concentration with optimization around K 15 and 20 mM. In general K absorption was more intense than the other nutrients, the absorption of the later being decreased probably due to a dilution effect of their values as the banana plantlets developed in vitro. These results, including those pertained to the relationships between K and the other nutrients, which always were high (from K 5 to 30 mM), corroborate the importance of potassium ion to the banana cvs. Nanica and Prata Anã.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_ilda_castro_silva.pdf: 4362339 bytes, checksum: bf7e02c52f488cce4b322ad0f90ed17c (MD5) Previous issue date: 2010-03-25 / Quinces (Cydonia oblonga Mill.) are good alternative for pear tree rootstock diversification, due the interest to control the plants development to obtain fast frutification, plants uniformity and higher fruit quality. Their propagation through the tissue culture allows the plant production in a large scale, with high sanitary in a short period of time. Another application of this technique is the regeneration or in vitro morphogenesis that consists in the organs induction by somatic embryogenesis or organogenesis, which is a pre-requirement for genetic transformation. The current work aimed at optimizing the multiplication and in vitro regeneration of Cydonia oblonga Mill. rootstocks, cultivars Adams and MC. For the multiplication experiments were used apicals shoots with excised tip (1,5cm), and inoculated in MS½ and MS¾ or MS medium modified (¾ of the normal concentration of NH4NO3 and KNO3 and EDTA-Ferric), containing different BAP concentrations or interaction among BAP and AG3 concentrations. The explants were maintained in growth chamber with 16h photoperiod, 48 &#956;mol m-2 s-1 density photon flux and 25±2ºC temperature, for 40 days. The variables analyzed were shoots number per explants, shoots length, node number per shoot and percentage of hyperhydric shoots. In the regeneration experiments it was used as initial explants entire leaves or third basal leaves, young or adult leaves, with or without petiole, inoculated in MS medium, supplemented with TDZ (0, 1, 2, 3 and/or 4mg dm-3) and ANA (0,1mg dm-3), maintained in darkness for 40 days. Later, they were transferred to MS medium containing 1mg dm-3 TDZ and maintained in the light for 30 days more. After that period, the percentage of regenerate explants, the shoots number for regenerate explant and type of organogenesis formed was evaluated. Both cultivars present potential for in vitro propagation, however 'Adams' is more responsive, because it was obtained 6,3 shoots per explant, with 2,8mg dm-3 BAP, while ' MC' presents larger sensibility to this plant growth regulator and to develop the hyperhydric explants, however it demonstrated to be more efficient to the in vitro regeneration, presenting 26% of regenerating explants (with 1mg dm-3 TDZ). It was verified for both cultivars, the entire explant leaves were more responsive for the regeneration than basal thirds and that this happens mainly in the basal area of the explant, through direct and 9 indirect organogenesis. Based on the multiplication and the regeneration results, it was concluded that is possible the in vitro multiplication of these cultivars in large scale, as well as to improve the regeneration rates for future plant breeding works for characteristics of interest, through genetic transformation. / Os marmeleiros (Cydonia oblonga Mill.) são excelente alternativa de diversificação de porta-enxertos para pereiras, devido ao interesse por plantas com porte reduzido, rápida frutificação, uniformidade nos pomares e boa qualidade das frutas. A sua propagação por meio da cultura de tecidos permite a produção de plantas homogêneas, em larga escala, com alta qualidade sanitária e num curto espaço de tempo. Outra aplicação desta técnica é a regeneração ou morfogênese in vitro, que consiste na formação de órgãos, seja por meio de embriogênese somática ou organogênese, sendo esta um pré-requisito para a transformação genética. O presente trabalho teve como objetivo otimizar a multiplicação e regeneração in vitro dos porta-enxertos de Cydonia oblonga Mill., cultivares Adams e MC. Para os experimentos de multiplicação foram utilizadas brotações apicais com ápice excisado (1,5cm), inoculadas em meio MS½ e MS¾ ou MS modificado (¾ da concentração normal de NH4NO3 e KNO3 e Ferro na forma de EDTA-Férrico), contendo diferentes concentrações de BAP ou interação entre BAP e AG3, mantidas em câmara de crescimento com fotoperíodo de 16 horas, 48 &#956;mol m-2 s-1 e 25±2ºC de temperatura por 40 dias. Após, analisaram-se as variáveis: número de brotações por explante, comprimento das brotações, número de nós por brotação e percentagem de explantes com hiperidricidade. Nos experimentos de regeneração utilizou-se como explante inicial folhas inteiras ou terços basais, jovens ou adultas, com ou sem pecíolo, inoculados em meio MS, suplementados com TDZ (0, 1, 2, 3 e/ou 4mg dm-3) e ANA (0,1mg dm-3), permanecendo no escuro por 40 dias. Posteriormente, foram transferidos para meio MS contendo 1mg dm-3 de TDZ e mantidos na luz por mais 30 dias. Após esse período, avaliou-se a percentagem de explantes regenerados, o número de brotações por explante regenerante e tipo de organogênese formada. As duas cultivares estudadas apresentam potencial para a propagação in vitro, porém Adams foi mais responsivo, pois obteve-se 6,3 brotações por explante, com 2,8mg dm-3 de BAP, enquanto MC apresenta maior sensibilidade a altas concentrações deste regulador de crescimento e à vitrificação, porém demonstrou ser mais eficiente durante a regeneração in vitro, apresentando 7 valores aproximados de 26% de explantes regenerantes (utilizando 1,0mg dm-3 de TDZ). Para ambas cultivares, o explante folha inteira é mais responsivo à regeneração do que terços basais e que esta ocorre principalmente na região basal do explante, via organogênese direta ou indireta. Baseado nos resultados obtidos tanto na fase de multiplicação quanto na de regeneração, verifica-se que é possível multiplicar in vitro estas cultivares em larga escala, bem como melhorar as taxas de regeneração para futuros trabalhos de melhoramento para características de interesse, via transformação genética.