Chromatographic analyses of crude leaf extracts of Flaveria linearis L. revealed the presence of four acetylenic monothiophenes. Three of these metabolites were purified and structurally characterized by UV, NMR, IR, and GC-MS. Germination, growth, and survival/mortality studies with and without UVA, the activating wavelengths of these metabolites, were conducted with the crude leaf extracts and the purified compounds (taken individually and combined) against selected crop species (lettuce, radish, and carrot). Results suggest that acetylenic metabolites are phytotoxic against lettuce, carrot, and radish, but with variability in response among species. These variations in sensitivity and the allelopathic potential of F. linearis is discussed.

TA and TB toxins are host-specific phytotoxins produced by the fungus Altemaria altemata f. sp. Iycopersici, the causative agent of stem canker disease in tomato. The two toxins are similar in structure: TB lacks the C(5) hydroxy group present in TA toxin. Both compounds are isolated as an equilibrium mixture of the two esters formed by either the C(13) or C(14) hydroxy groups of the (2S,4R,5R,11R,13S,14R,15R)-1-amino-11,15¬dimethylhepta-decane-2,4,5, 13, 14-pentol backbone with the Re prochiral carboxy group of tricarballylic acid. The synthesis for these toxins is necessary in order to study their structure-activity relationships. The aim of the synthetic study outlined in this dissertation is the development and implementation of methodology for the synthesis of the C(1)-C(9) unit of the C17 aminopentol backbone of TA toxin with the appropriate stereochemistry. Retrosynthetic analysis of the C17 aminopentol backbone of TA toxin identifies (2R,4S,-5R,6R)-2,6-dimethyloctane-1.4,5-triol, synthon B, and (2S,4R,5R)-1-amino¬nonane-2,4,5,9-tetrol, synthon A as key intermediates for the proposed synthesis. Further analysis of synthon A identifies the C9 synthon (2S,4R,5R)-nonane-1,2,4,5,9-pentol, as the target molecule which can be derived from the C7 synthon (2S,3R)-1,2-epoxyheptane-3,7¬diol. The work presented in this dissertation shows that the protected intermediate corresponding to the abovementioned C7 synthon, can be prepared from 1,5-pentanediol by a number of functional group trans-formations using appropriate protecting group strategy (O-TBS, O-TBDPS and O-benzyl groups) and introduction of the two stereogenic centres by using Sharpless epoxidation/kinetic resolution methodology. Nucleophilic opening of the terminal epoxide using cyanide was successful but using chiral sulfoxide methodology for the introduction of the third stereogenic centre and the concomitant one¬-carbon chain extension, failed: in the case of both an acetonide and a dibenzyl protected C8 intermediate a rearrangement occurred. Alternative methods for nucleophilic opening of the terminal epoxide ring and concomitant or subsequent chain extension were investigated and as a result a different synthetic route is proposed. / Dissertation (MSc (Chemistry))--University of Pretoria, 2006. / Chemistry / unrestricted

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-03T14:33:55Z No. of bitstreams: 1 TeseLPC.pdf: 5483250 bytes, checksum: fa7b00ca116fc99170337aefc31b986d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:29:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseLPC.pdf: 5483250 bytes, checksum: fa7b00ca116fc99170337aefc31b986d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:30:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseLPC.pdf: 5483250 bytes, checksum: fa7b00ca116fc99170337aefc31b986d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T18:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLPC.pdf: 5483250 bytes, checksum: fa7b00ca116fc99170337aefc31b986d (MD5) Previous issue date: 2016-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Brazil by presenting incomparable biodiversity, distributed in mosaic wonderfully distinct biomes becomes a promising the field of study in seeks of new phytochemicals extracted from native plants with biological activity on weeds and insects of medical importance. Species of Lauraceae and Dilleniaceae family have an immense potential in the production of secondary compounds with herbicide and insecticide properties. Thus, this study objective was to clarify the following questions: leaf extracts the stem and root Ocotea pulchella and Davilla elliptica could interfere with the growth and development of Triticum aestivum, Euphorbia heterophylla and Panicum maximum and thus make a new alternative for the control of weeds? Amongst the donor species and crude extracts which more promising to start a bioprospecting, allowing isolate and identify the present compounds? The extracts show insecticidal activity against eggs and larvae of Aedes aegypti? Coleoptile bioassays were performed using hexane extracts, dichloromethanic, acetoetilicos, methanolic and aqueous leaf, stem and root of O. pulchella and D. elliptica 0.2, 0.5 and 0.8 mg.mL-1. Most active extracts have been evaluated on the germination and early seedling growth of E. heterophylla and P.maximum using doses of 0.25, 0.5, 1 and 2 mg.mL-1. The larvicidal activity was evaluated at concentrations of 0.25, 0.5, 1, 2 and 3 mg.mL-1 and ovicidal effect with the LC50 and LC90 lethal concentrations estimated in test A. aegypti larvae. The leaf extracts O. pulchella inhibit coleoptile growth of wheat and seed germination and seedling growth of weeds and standard species. In general, the ethyl acetate extract O. pulchella showed higher phytotoxic activity. Eleven compounds were isolated and characterized. Compounds 1, 2, 4 and 6 have not been identified before in O. pulchella and Ocoteol was first described in the literature. The compounds 5, 10 and 11 were most active with superior inhibition values of 90% in the standard species. P. maximum has been the target species most affected by O. pulchella and D.elliptica leaf extracts in all evaluated parameters. The reduction in root growth of wild poinsettia seedlings can be related to the decrease in the elongation of metaxylem cells submitted at the ethyl acetate extract (O. pulchella) and methanol (D.elliptica). The extracts from root hexane and dichloromethane O. pulchella at a concentration 3 mg.mL-1 have produced bigger effect larvicide. Lower values of CL50 and CL90 were estimated for larvae subjected to the root extract from O. pulchella dichloromethane. Hatching rate, TME and VME have been affected by DCM and hexane root extracts from O. pulchella. Specie O. pulchella showed higher potential herbicide on the germination and the growth pattern and weed species and insecticide on larvae and eggs of A. aegypti. / O Brasil, por apresentar uma grande biodiversidade, torna-se um campo de estudo promissor na busca de novos fitoquímicos extraídos de plantas nativas, com atividades biológicas sobre plantas infestantes e insetos de importância médica. As espécies da família Lauraceae e Dillineaceae possuem potencial na produção de compostos secundários com propriedades herbicida e inseticida. Sendo assim, o presente estudo objetivou esclarecer os seguintes questionamentos: os extratos de folha, caule e raiz de Ocotea pulchella e Davilla elliptica interferirem no crescimento e desenvolvimento de Triticum aestivum, Euphorbia heterophylla e Panicum maximum possibilitando, assim, uma nova alternativa no controle de plantas infestantes? Entre as espécies doadoras , qual o mais promissor para se iniciar uma bioprospecção, permitindo isolar e identificar os compostos presentes? Os extratos brutos de ambas as espécies apresentam atividade inseticida sobre ovos e larvas de Aedes aegypti? Para tanto, foram realizados bioensaios de coleóptilos de trigo utilizando os extratos hexânicos, diclorometânicos, acetoetílicos, acetônicos, metanólicos e aquosos de folha, caule e raiz de O. pulchella e D. elliptica a 0,2, 0,4 e 0,8 mg.mL-1. Os extratos mais ativos foram avaliados sobre a germinação e o crescimento inicial de plântulas de E. heterophylla e P. maximum utilizando as doses de 0,25, 0,5, 1 e 2 mg.mL-1. Para os compostos puros foi utilizado as doses de 10-3, 3x10-4, 10-4, 3x10-5 e 10-5. A atividade larvicida foi avaliada nas concentrações de 0,25, 0,5, 1, 2 e 3 mg.mL-1 e o efeito ovicida por meio das concentrações letais CL50 e CL90, estimadas no teste com larvas de A. aegypti. Os extratos foliares de O. puchella inibiram o crescimento de coleóptilos de trigo, a germinação e o crescimento das plântulas das espécies daninhas e das espécies padrão. Em geral, o extrato de acetato de etila extraído de folha de O. pulchella apresentou maior atividade fitotóxica. Onze compostos do extrato de acetato de etila foram isolados e caracterizados. Os compostos dihidroxi-eudesma, hidroxi-eudesma, loliolide e ácido dimorfecolico não foram descritos antes em O. pulchella e o Ocoteol foi descrito pela primeira vez na literatura. Os compostos espatulenol, benzil salicilate e benzil benzoate foram os mais ativos, com valores de inibição superior a 90% nas espécies padrão. P. maximum foi a espécie alvo mais afetada pelos extratos de folha de O. pulchella e D.elliptica em todos os parâmetros avaliados. A redução no crescimento radicular das plântulas de amendoim-bravo pode estar relacionada com a diminuição no alongamento das células do metaxilema submetidas ao extrato de acetato de etila (O. pulchella) e metanólico (D.elliptica). Os extratos hexânico e diclorometânico de raiz de O. pulchella, na concentração de 3 mg.mL-1 produziram maior efeito larvicida. Os menores valores das CL50 e CL90 foram estimados para larvas submetidas ao extrato de raiz de O. pulchella extraído com diclorometano. A taxa de eclosão, tempo médio e velocidade média de eclosão foram afetados pelos extratos diclorometano e hexano de raiz de O. pulchella. A espécie O. pulchella apresentou maior potencial como herbicida sobre a germinação e o crescimento de espécies padrão e infestantes e atividade inseticida sobre larvas e ovos de A. aegypti.

Existe uma crescente demanda por alternativas de controle de doenças para se reduzir o uso do controle químico, como por exemplo, o estudo da indução de resistência em plantas, através de fitotoxinas como a taxtomina A e outras substâncias. O vírus do mosaico do pepino (Cucumber mosaic virus - CMV) e o vírus do mosaico amarelo da abobrinha (Zucchini yellow mosaic virus - ZYMV) têm causado grandes prejuízos em culturas importantes, assim como o fungo Rhizopus stolonifer, que pode atacar diversos hospedeiros. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de se avaliar os efeitos do uso da taxtomina A como indutor de resistência em plantas. Como resultado preliminar a produção de taxtomina A pode ser aumentada utilizando-se como fonte de inóculo amostra de uma cultura liquida pré-estabelecida de Streptomyces scabies. Foram testados a aspersão de taxtomina A em plantas de abobrinha de moita, para se avaliar a proteção contras os vírus CMV e ZYMV. Também foi aspergida taxtomina A em bagas de uva \"Itália\" para se avaliar o desenvolvimento da podridão pós-colheita causada por R. stolonifer. As plantas de abobrinha de moita, mantidas em casa de vegetação, tratadas com taxtomina A não apresentaram sintomas de mosaico característico do CMV. O teste ELISA apresentou resultados negativos indicando a não presença de partículas virais em níveis detectáveis nas plantas. Com relação ao ZYMV, a taxtomina A não foi capaz de controlar o desenvolvimento da doença, pois apareceram sintomas em todas as plantas. A taxtomina A apresentou efeito in vitro sobre R. stolonifer retardando o crescimento do fungo principalmente nas duas maiores concentrações usadas. Porém, a aplicação de taxtomina A não foi capaz de proteger as bagas de uva contra o patógeno. Finalizando a taxtomina A foi capaz de controlar em 100% a incidência de CMV em abobrinha, porém não foi capaz de controlar o ZYMV em abobrinha e a podridão nas uvas causada por R. stolonifer. / There is an increasing demand for alternative control of diseases to reduce the use of chemical control, for example the induced resistance studies on plants with phytotoxins like thaxtomin A and other substances. The Cucumber mosaic virus (CMV) and the Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) cause a lot of losses on important crops and also the fungus Rhizopus stolonifer that can cause disease in different hosts. This work was carried out to evaluate the use of thaxtomin A to induce resistance. Thus, as a preliminary result, the thaxtomin A production could be increased by using as inoculum an established Streptomyces scabies liquid culture. It was tested the spraying of thaxtomin A on zucchini plants to evaluate the protection against the viruses CMV e ZYMV. On the other hand, grape berries cv \"Italia\" were also sprayed with thaxtomin A to evaluate the development of the postharvest rot caused by R. stolonifer. The zucchini plants were maintained in the greenhouse and the treatment with thaxtomin A inhibited mosaic symptom development by the CMV. The ELISA test showed negative results indicating that there was no detectable virus particles inside the plants. The thaxtomin A was not able to control the ZYMV development since all plants exhibited symptoms. The thaxtomin A showed in vitro control of R. stolonifer as it reduced the fungal growing at the two highest concentrations used. However, the thaxtomin A was not able to control the postharvest rot in grapes. Finally, the thaxtomin A was able of controlling 100% of the incidence of CMV on zucchini plants, but was not able of controlling ZYMV in zucchini and the grape berrie rot caused by R. stolonifer.

Existe uma crescente demanda por alternativas de controle de doenças para se reduzir o uso do controle químico, como por exemplo, o estudo da indução de resistência em plantas, através de fitotoxinas como a taxtomina A e outras substâncias. O vírus do mosaico do pepino (Cucumber mosaic virus - CMV) e o vírus do mosaico amarelo da abobrinha (Zucchini yellow mosaic virus - ZYMV) têm causado grandes prejuízos em culturas importantes, assim como o fungo Rhizopus stolonifer, que pode atacar diversos hospedeiros. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de se avaliar os efeitos do uso da taxtomina A como indutor de resistência em plantas. Como resultado preliminar a produção de taxtomina A pode ser aumentada utilizando-se como fonte de inóculo amostra de uma cultura liquida pré-estabelecida de Streptomyces scabies. Foram testados a aspersão de taxtomina A em plantas de abobrinha de moita, para se avaliar a proteção contras os vírus CMV e ZYMV. Também foi aspergida taxtomina A em bagas de uva \"Itália\" para se avaliar o desenvolvimento da podridão pós-colheita causada por R. stolonifer. As plantas de abobrinha de moita, mantidas em casa de vegetação, tratadas com taxtomina A não apresentaram sintomas de mosaico característico do CMV. O teste ELISA apresentou resultados negativos indicando a não presença de partículas virais em níveis detectáveis nas plantas. Com relação ao ZYMV, a taxtomina A não foi capaz de controlar o desenvolvimento da doença, pois apareceram sintomas em todas as plantas. A taxtomina A apresentou efeito in vitro sobre R. stolonifer retardando o crescimento do fungo principalmente nas duas maiores concentrações usadas. Porém, a aplicação de taxtomina A não foi capaz de proteger as bagas de uva contra o patógeno. Finalizando a taxtomina A foi capaz de controlar em 100% a incidência de CMV em abobrinha, porém não foi capaz de controlar o ZYMV em abobrinha e a podridão nas uvas causada por R. stolonifer. / There is an increasing demand for alternative control of diseases to reduce the use of chemical control, for example the induced resistance studies on plants with phytotoxins like thaxtomin A and other substances. The Cucumber mosaic virus (CMV) and the Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) cause a lot of losses on important crops and also the fungus Rhizopus stolonifer that can cause disease in different hosts. This work was carried out to evaluate the use of thaxtomin A to induce resistance. Thus, as a preliminary result, the thaxtomin A production could be increased by using as inoculum an established Streptomyces scabies liquid culture. It was tested the spraying of thaxtomin A on zucchini plants to evaluate the protection against the viruses CMV e ZYMV. On the other hand, grape berries cv \"Italia\" were also sprayed with thaxtomin A to evaluate the development of the postharvest rot caused by R. stolonifer. The zucchini plants were maintained in the greenhouse and the treatment with thaxtomin A inhibited mosaic symptom development by the CMV. The ELISA test showed negative results indicating that there was no detectable virus particles inside the plants. The thaxtomin A was not able to control the ZYMV development since all plants exhibited symptoms. The thaxtomin A showed in vitro control of R. stolonifer as it reduced the fungal growing at the two highest concentrations used. However, the thaxtomin A was not able to control the postharvest rot in grapes. Finally, the thaxtomin A was able of controlling 100% of the incidence of CMV on zucchini plants, but was not able of controlling ZYMV in zucchini and the grape berrie rot caused by R. stolonifer.

Metabólitos secundários produzidos por actinobactérias são uma inesgotável fonte de compostos com potentes atividades biológicas e estruturas intrínsecas. O desenvolvimento em instrumentação analítica tem contribuído significantemente para acelerar o processo de identificação e caracterização desses metabólitos bioativos. Sem dúvida alguma, a espectrometria de massas (MS) e o seu acoplamento com técnicas de separação, especialmente a cromatografia líquida (UHPLC-MS), tem sido reconhecida como a técnica mais eficiente em análises de produtos naturais. Nesta dissertação foi explorado o potencial da espectrometria de massas como ferramenta analítica para a identificação e caracterização estrutural de fitotoxinas produzidas por actinobactérias isoladas da rizosfera de plantas da caatinga. Foram produzidos noventa extratos de actinobactérias, dos quais quinze apresentaram alguma atividade para o bioensaio da Lemna minor e seis apresentaram atividade para o bioensaio da Chlorella vulgaris. Os extratos brutos ativos das actinobactérias Caat 7-38, Caat 8-6 e Caat 5-29 foram selecionados para caracterização dos compostos ativos, os quais foram isolados empregando o fracionamento guiado por bioensaios. No extrato bruto Caat 7-38, a actinomicina D foi identificada como fitotoxina, ao passo que para o extrato bruto Caat 8-6, foi possível inferir a atividade fitotóxica à presença do griseorhodin A. Já para o extrato bruto Caat 5-29, o composto identificado com atividade fitotóxica apresenta uma estrutura inédita, provavelmente pertencente à classe das anguciclinonas. Foi realizado ainda um estudo para avaliar o efeito da adição de terras raras ao meio de cultivo da actinobacteria Caat 7-38. Para os meios de cultivos contendo neodímio e, principalmente, lantânio ocorreu uma superprodução da actinomicina D, indicando assim, o grande potencial da aplicação das terras raras nos estudos de micro-organismos. / Secondary metabolites produced by actinomycetes are an inexhaustible source of compounds with potent biological activities and intrinsic structures. The development analytical instrumentation has contributed significantly to accelerate the identification and characterization of these bioactive metabolites. Undoubtedly, mass spectrometry (MS) and its coupling with separation techniques, especially liquid chromatography (UHPLC-MS) has been recognized as the most \"efficient\" technique in natural product analysis. In this work was explored the potential of mass spectrometry as an analytical tool for identification and structural characterization of phytotoxins produced by actinomycetes isolated from the rhizosphere of plants from the Caatinga biome. Ninety actinomycetes extracts were produced, of which fifteen showed some activity for the bioassay with Lemna minor and six showed activity for the bioassay with Chlorella vulgaris. The crude active extract of actinomycetes Caat 7-38, Caat 8-6 and Caat 5-29 were selected to characterize the active compounds, which were isolated using bioassay-guided fractionation. In the crude extract Caat 7-38, actinomycin D was identified as phytotoxin, while for crude extract Caat 8-6, it was possible to infer phytotoxic activity to the presence of griseorhodin A. For the crude extract Caat 5-29, the compound identified with phytotoxic activity presents a new structure, probably belonging to the class of anguciclinones. A study to evaluate the effect of addition of rare earths to the culture medium of actinobacteria Caat 7-38 was also carried out. To the culture medium containing neodymium and especially lanthanum occurred overproduction of actinomycin D, thus indicating the great potential of application of rare earths in the studies of microorganisms.

O fungo Magnaporthe oryzae, agente causal da brusone em trigo e em várias outras gramíneas, desde o seu primeiro relato no Brasil tem sido alvo de inúmeras pesquisas. O entendimento da morfologia, fisiologia e parâmetros bioquímicos deste ascomiceto é o primeiro passo para a adoção de medidas eficientes de controle da doença. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os aspectos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos relativos à patogenicidade do fungo M. oryzae em trigo, além de determinar in vitro as condições ótimas de temperatura e fotoperíodo para o crescimento e esporulação dos isolados testados, quantificar a pressão de turgor exercida pelo apressório no momento da penetração do substrato, verificar a presença de enzimas extracelulares produzidas pelo patógeno e o papel de cada uma delas na degradação da parede celular e, também, demonstrar a possível produção e ação de metabólitos tóxicos do fungo em plântulas de trigo. Dois isolados do fungo, Py5003 e Py6017, foram repicados para os meios de cultivo cenoura, milho-cenoura, batata-dextrose-ágar (BDA), aveia e V8, incubados, de maneira independente, sob luz contínua, escuro contínuo e fotoperíodo de 12h, por 20 dias, sendo avaliados periodicamente quanto ao crescimento micelial total e esporulação do patógeno. Em seguida, conídios germinados e com apressórios formados foram submetidos a diferentes concentrações de PEG-8000 para a mensuração da pressão de turgor apressorial. Além disso, o teor de proteínas totais foi mensurado e a atividade celulolítica determinada, por espectrofotometria indireta para os isolados cultivados em meio Merlin-Norkrans Modificado (MNM), a partir das enzimas exo e endo-?-1,4-glucanase e ?-glicosidase. A produção de metabólitos tóxicos foi determinada por condutivimetria, após o cultivo dos isolados por 5 e 10 dias em batata-dextrose (BD) e obtenção dos filtrados após esse período, sendo que, a ação destes, foi observada em plântulas de trigo com 25 dias de idade. Os resultados evidenciaram melhor crescimento micelial e esporulação dos isolados em meio de cultivo composto de aveia, incubado a 25 °C e fotoperíodo de 12 h. A pressão de turgor apressorial, tanto para Py5003 quanto para Py6017, concentrouse na faixa dos 7,5 MPa. Não houve diferença estatística entre os teores de proteínas totais apresentados pelo isolados. Os dois isolados exibiram alta atividade celulolítica, com diminuição da atividade observada para endo-?-1,4-glucanase e ?- glicosidase na presença de glicose e celobiose, respectivamente. A exposição de plântulas de trigo aos filtrados dos isolados do fungo M. oryzae provocou alta liberação de eletrólitos, sendo, em termos absolutos, Py5003 maior do que Py6017. Plântulas expostas ao filtrado, autoclavado ou não, e ao extrato bruto obtido a partir da separação dos metabólitos tóxicos em acetato de etila, apresentaram-se cloróticas e/ou necróticas. Os resultados sugerem um mecanismo de parasitismo desenvolvido por M. oryzae no desenvolvimento da brusone em trigo, indo desde a fase de pré-penetração, passando pelo estabelecimento das relações parasitárias estáveis e o aparecimento de sintomas e sinais na planta hospedeira. / The fungus Magnaporthe oryzae, causal agent of blast in wheat and several other grasses, since its first occurrence in Brazil has been the subject of extensive research. The understanding of the morphology, physiology and biochemical parameters of this ascomycete is the first step for the adoption of efficient measures to control the disease. The objectives of this study were to evaluate the morphological, physiological and biochemical aspects related to the pathogenicity of the fungus M. oryzae on wheat. Thus, it were determined in vitro the optimal conditions of temperature and photoperiod for growth and sporulation of the isolates tested, quantified the pressure exerted by appressorium at the time of substrate penetration, verified the presence of extracellular enzymes produced by the pathogen and their role in the degradation of cell wall and also demonstrated the possible production and action of toxic metabolites of the fungus in wheat seedlings. Two isolates of the fungus, Py5003 and Py6017, were grown on carrot, maize-carrot, PDA, oat and V8 media and measure periodically for 20 days and after that period, being evaluated the total mycelia growth and sporulation of the pathogen. Then, germinated conidia and appressoria were subjected to different concentrations of PEG-8000 for the measurement of appressorial turgor pressure. In addition, the concentration of total proteins was measured and enzyme activity (exo and endo-?- 1,4-glucanase, ?-glucosidase) was determined by indirect spectrophotometry, for the isolates grown in Modified Melin-Nokrans (MMN) medium. The production of toxic metabolites was determined after growing the isolates for 5 and 10 days in potatodextrose medium (PD) and obtaining the filtrate. The toxic action was evaluated in wheat seedlings (25 days old) by measuring electrolyte leakage. The results showed better mycelial growth and sporulation of the isolates in oat medium incubated at 25 °C and under a photoperiod of 12 h. Appressorial turgor pressure for both isolates were at the range of 7.5 MPa.There were no statistical differences between the levels of total protein presented by the isolates. The two isolates showed high cellulolytic activity, with decreased activity observed for endo-?-1,4-glucanase and ?- glucosidase in the presence of glucose and celobiose, respectively. The exposure of wheat seedlings to the filtrates of the fungus M. oryzae caused high electrolyte release, being, in absolute terms, Py5003 greater than Py6017. Seedlings exposed to the filtrate, autoclaved or not, and the crude extract obtained from the separation of the toxic metabolites in ethyl acetate, exibited clorotic and/or necrotic. These results suggest a mechanism of parasitism developed by M. oryzae on wheat, ranging from pre-penetration through the establishment of stable parasitic relationships and the appearance of symptoms and signals in the host plant.

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

Metabólitos secundários produzidos por actinobactérias são uma inesgotável fonte de compostos com potentes atividades biológicas e estruturas intrínsecas. O desenvolvimento em instrumentação analítica tem contribuído significantemente para acelerar o processo de identificação e caracterização desses metabólitos bioativos. Sem dúvida alguma, a espectrometria de massas (MS) e o seu acoplamento com técnicas de separação, especialmente a cromatografia líquida (UHPLC-MS), tem sido reconhecida como a técnica mais eficiente em análises de produtos naturais. Nesta dissertação foi explorado o potencial da espectrometria de massas como ferramenta analítica para a identificação e caracterização estrutural de fitotoxinas produzidas por actinobactérias isoladas da rizosfera de plantas da caatinga. Foram produzidos noventa extratos de actinobactérias, dos quais quinze apresentaram alguma atividade para o bioensaio da Lemna minor e seis apresentaram atividade para o bioensaio da Chlorella vulgaris. Os extratos brutos ativos das actinobactérias Caat 7-38, Caat 8-6 e Caat 5-29 foram selecionados para caracterização dos compostos ativos, os quais foram isolados empregando o fracionamento guiado por bioensaios. No extrato bruto Caat 7-38, a actinomicina D foi identificada como fitotoxina, ao passo que para o extrato bruto Caat 8-6, foi possível inferir a atividade fitotóxica à presença do griseorhodin A. Já para o extrato bruto Caat 5-29, o composto identificado com atividade fitotóxica apresenta uma estrutura inédita, provavelmente pertencente à classe das anguciclinonas. Foi realizado ainda um estudo para avaliar o efeito da adição de terras raras ao meio de cultivo da actinobacteria Caat 7-38. Para os meios de cultivos contendo neodímio e, principalmente, lantânio ocorreu uma superprodução da actinomicina D, indicando assim, o grande potencial da aplicação das terras raras nos estudos de micro-organismos. / Secondary metabolites produced by actinomycetes are an inexhaustible source of compounds with potent biological activities and intrinsic structures. The development analytical instrumentation has contributed significantly to accelerate the identification and characterization of these bioactive metabolites. Undoubtedly, mass spectrometry (MS) and its coupling with separation techniques, especially liquid chromatography (UHPLC-MS) has been recognized as the most \"efficient\" technique in natural product analysis. In this work was explored the potential of mass spectrometry as an analytical tool for identification and structural characterization of phytotoxins produced by actinomycetes isolated from the rhizosphere of plants from the Caatinga biome. Ninety actinomycetes extracts were produced, of which fifteen showed some activity for the bioassay with Lemna minor and six showed activity for the bioassay with Chlorella vulgaris. The crude active extract of actinomycetes Caat 7-38, Caat 8-6 and Caat 5-29 were selected to characterize the active compounds, which were isolated using bioassay-guided fractionation. In the crude extract Caat 7-38, actinomycin D was identified as phytotoxin, while for crude extract Caat 8-6, it was possible to infer phytotoxic activity to the presence of griseorhodin A. For the crude extract Caat 5-29, the compound identified with phytotoxic activity presents a new structure, probably belonging to the class of anguciclinones. A study to evaluate the effect of addition of rare earths to the culture medium of actinobacteria Caat 7-38 was also carried out. To the culture medium containing neodymium and especially lanthanum occurred overproduction of actinomycin D, thus indicating the great potential of application of rare earths in the studies of microorganisms.

O fungo Magnaporthe oryzae, agente causal da brusone em trigo e em várias outras gramíneas, desde o seu primeiro relato no Brasil tem sido alvo de inúmeras pesquisas. O entendimento da morfologia, fisiologia e parâmetros bioquímicos deste ascomiceto é o primeiro passo para a adoção de medidas eficientes de controle da doença. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os aspectos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos relativos à patogenicidade do fungo M. oryzae em trigo, além de determinar in vitro as condições ótimas de temperatura e fotoperíodo para o crescimento e esporulação dos isolados testados, quantificar a pressão de turgor exercida pelo apressório no momento da penetração do substrato, verificar a presença de enzimas extracelulares produzidas pelo patógeno e o papel de cada uma delas na degradação da parede celular e, também, demonstrar a possível produção e ação de metabólitos tóxicos do fungo em plântulas de trigo. Dois isolados do fungo, Py5003 e Py6017, foram repicados para os meios de cultivo cenoura, milho-cenoura, batata-dextrose-ágar (BDA), aveia e V8, incubados, de maneira independente, sob luz contínua, escuro contínuo e fotoperíodo de 12h, por 20 dias, sendo avaliados periodicamente quanto ao crescimento micelial total e esporulação do patógeno. Em seguida, conídios germinados e com apressórios formados foram submetidos a diferentes concentrações de PEG-8000 para a mensuração da pressão de turgor apressorial. Além disso, o teor de proteínas totais foi mensurado e a atividade celulolítica determinada, por espectrofotometria indireta para os isolados cultivados em meio Merlin-Norkrans Modificado (MNM), a partir das enzimas exo e endo-?-1,4-glucanase e ?-glicosidase. A produção de metabólitos tóxicos foi determinada por condutivimetria, após o cultivo dos isolados por 5 e 10 dias em batata-dextrose (BD) e obtenção dos filtrados após esse período, sendo que, a ação destes, foi observada em plântulas de trigo com 25 dias de idade. Os resultados evidenciaram melhor crescimento micelial e esporulação dos isolados em meio de cultivo composto de aveia, incubado a 25 °C e fotoperíodo de 12 h. A pressão de turgor apressorial, tanto para Py5003 quanto para Py6017, concentrouse na faixa dos 7,5 MPa. Não houve diferença estatística entre os teores de proteínas totais apresentados pelo isolados. Os dois isolados exibiram alta atividade celulolítica, com diminuição da atividade observada para endo-?-1,4-glucanase e ?- glicosidase na presença de glicose e celobiose, respectivamente. A exposição de plântulas de trigo aos filtrados dos isolados do fungo M. oryzae provocou alta liberação de eletrólitos, sendo, em termos absolutos, Py5003 maior do que Py6017. Plântulas expostas ao filtrado, autoclavado ou não, e ao extrato bruto obtido a partir da separação dos metabólitos tóxicos em acetato de etila, apresentaram-se cloróticas e/ou necróticas. Os resultados sugerem um mecanismo de parasitismo desenvolvido por M. oryzae no desenvolvimento da brusone em trigo, indo desde a fase de pré-penetração, passando pelo estabelecimento das relações parasitárias estáveis e o aparecimento de sintomas e sinais na planta hospedeira. / The fungus Magnaporthe oryzae, causal agent of blast in wheat and several other grasses, since its first occurrence in Brazil has been the subject of extensive research. The understanding of the morphology, physiology and biochemical parameters of this ascomycete is the first step for the adoption of efficient measures to control the disease. The objectives of this study were to evaluate the morphological, physiological and biochemical aspects related to the pathogenicity of the fungus M. oryzae on wheat. Thus, it were determined in vitro the optimal conditions of temperature and photoperiod for growth and sporulation of the isolates tested, quantified the pressure exerted by appressorium at the time of substrate penetration, verified the presence of extracellular enzymes produced by the pathogen and their role in the degradation of cell wall and also demonstrated the possible production and action of toxic metabolites of the fungus in wheat seedlings. Two isolates of the fungus, Py5003 and Py6017, were grown on carrot, maize-carrot, PDA, oat and V8 media and measure periodically for 20 days and after that period, being evaluated the total mycelia growth and sporulation of the pathogen. Then, germinated conidia and appressoria were subjected to different concentrations of PEG-8000 for the measurement of appressorial turgor pressure. In addition, the concentration of total proteins was measured and enzyme activity (exo and endo-?- 1,4-glucanase, ?-glucosidase) was determined by indirect spectrophotometry, for the isolates grown in Modified Melin-Nokrans (MMN) medium. The production of toxic metabolites was determined after growing the isolates for 5 and 10 days in potatodextrose medium (PD) and obtaining the filtrate. The toxic action was evaluated in wheat seedlings (25 days old) by measuring electrolyte leakage. The results showed better mycelial growth and sporulation of the isolates in oat medium incubated at 25 °C and under a photoperiod of 12 h. Appressorial turgor pressure for both isolates were at the range of 7.5 MPa.There were no statistical differences between the levels of total protein presented by the isolates. The two isolates showed high cellulolytic activity, with decreased activity observed for endo-?-1,4-glucanase and ?- glucosidase in the presence of glucose and celobiose, respectively. The exposure of wheat seedlings to the filtrates of the fungus M. oryzae caused high electrolyte release, being, in absolute terms, Py5003 greater than Py6017. Seedlings exposed to the filtrate, autoclaved or not, and the crude extract obtained from the separation of the toxic metabolites in ethyl acetate, exibited clorotic and/or necrotic. These results suggest a mechanism of parasitism developed by M. oryzae on wheat, ranging from pre-penetration through the establishment of stable parasitic relationships and the appearance of symptoms and signals in the host plant.