Chez les végétaux supérieurs, l’embryogenèse est une phase clé du développement au cours de laquelle l’embryon établit les principales structures qui formeront la future plante et synthétise et accumule des réserves définissant le rendement et la qualité nutritionnelle des graines. Ainsi, la compréhension des évènements moléculaires et physiologiques menant à la formation de la graine représente un intérêt agronomique majeur. Toutefois, l'analyse des premiers stades de développement est souvent difficile parce que l'embryon est petit et intégré à l'intérieur du tissu maternel. Solanum chacoense qui présente des fleurs relativement grande facilitant l’isolation des ovules, a été utilisée pour l’étude de la biologie de la reproduction plus précisément la formation des gamètes femelles, la pollinisation, la fécondation et le développement des embryons. Afin d'analyser le programme transcriptionnel induit au cours de la structuration de ces étapes de la reproduction sexuée, nous avons mis à profit un projet de séquençage de 7741 ESTs (6700 unigènes) exprimés dans l’ovule à différents stades du développement embryonnaire. L’ADN de ces ESTs a été utilisé pour la fabrication de biopuces d’ADN. Dans un premier temps, ces biopuces ont été utilisé pour comparer des ADNc issus des ovules de chaque stade de développement embryonnaire (depuis le zygote jusqu’au embryon mature) versus un ovule non fécondé. Trois profils d’expression correspondant au stade précoce, intermédiaire et tardive ont été trouvés. Une analyse plus approfondie entre chaque point étudié (de 0 à 22 jours après pollinisation), a permis d'identifier des gènes spécifiques caractérisant des phases de transition spécifiques. Les annotations Fonctionnelles des gènes differentiellement exprimés nous ont permis d'identifier les principales fonctions cellulaires impliquées à chaque stade de développement, révélant que les embryons sont engagés dans des actifs processus de différenciation. Ces biopuces d’ADN ont été par la suite utilisé pour comparer différent types de pollinisation (compatible, incompatible, semi-compatible et inter-espèce) afin d’identifier les gènes répondants à plusieurs stimuli avant l'arrivé du tube pollinique aux ovules (activation à distance). Nous avons pu démontrer que le signal perçu par l’ovaire était différent et dépend de plusieurs facteurs, incluant le type de pollen et la distance parcourue par le pollen dans le style. Une autre analyse permettant la comparaison des différentes pollinisations et la blessure du style nous a permis d’identifier que les programmes génétiques de la pollinisation chevauchent en partie avec ceux du stress. Cela était confirmé en traitant les fleurs par une hormone de stress, méthyle jasmonate. Dans le dernier chapitre, nous avons utilisé ces biopuces pour étudier le changement transcriptionnel d’un mutant sur exprimant une protéine kinase FRK2 impliqué dans l’identité des ovules. Nous avons pu sélectionner plusieurs gènes candidat touchés par la surexpression de cette kinase pour mieux comprendre la voie se signalisation. Ces biopuces ont ainsi servi à déterminer la variation au niveau transcriptionnelle des gènes impliqués lors de différents stades de la reproduction sexuée chez les plantes et nous a permis de mieux comprendre ces étapes. / In higher plants, embryogenesis is a key phase of development during which the embryo establishes the main structures that will form the future plant, synthesizes, and accumulates the reserves that will define the yield and nutritional quality of the seeds. Thus, understanding the molecular and physiological events leading to the formation of the seed is of major agronomic interest. However, analysis of early stages of development is often difficult because the embryo is small and integrated within the maternal tissue. Solanum chacoense, whose relatively large flowers facilitate the isolation of ovules, was used to study the biology of reproduction, in particular the formation of female gametes, pollination, fertilization and embryo development. To analyze the transcriptional program induced during these stages of sexual reproduction, we produced amplicon-derived microarrays with 7741 ESTs isolated from ovules bearing embryos from different developmental stages. These chips were first used to compare cDNA of unfertilized ovule with ovule cells of each stage of embryonic development (from zygote to mature embryo). During embryogenesis, three major expression profiles corresponding to early, middle and late stages of embryo development were identified. Further analysis, of time points taken every 2 days from 0 to 22 days after pollination allowed the identification of a subset of stage-specific and transition-specific genes. Functional annotation of differentially expressed genes allowed us to identify the major cell processes implicated at each stage of development and revealed that embryos are engaged in active differentiation. The DNA microarrays were then used to compare different types of pollination (compatible, incompatible, semi-compatible and inter-species) to identify genes responding to various stimuli before the pollen tube reach the ovules (activation at distance). We found that the signal received by the ovary was different and depended on several factors including the pollen source and the distance traveled by the pollen in the style. Another analysis comparing different pollinations with wounding of the style showed that the genetic programs of pollination overlap with those of stress. This was confirmed by treating the flowers with a stress hormone, methyl jasmonate. lastly, we used the microarrays to study transcriptional changes in mutant ScFRK2. The over expression of FRK2 affect the ovule identity. We were able to select several candidate genes that may have a role in ovules identity signaling. These chips were used to determine the variation in transcription of genes involved at various stages of sexual reproduction in plants and has allowed us to better understand these steps at the transcriptional level.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Selection of potato clones might be done during spring and autumn grown seasons of Rio Grande do Sul (RS). These grown seasons have contrasting conditions of temperature, photoperiod and solar irradiation, which may affect tuber dormancy and chip processing quality. The objectives of this work were to identify potato clones with short dormancy, high chip quality and adaptation to spring and autumn grown conditions of RS. Tubers of 21 clones were produced during spring 2006 and autumn 2007. Tubers were left 15 days for healing, stored at 10ºC and 20ºC and evaluated. Dormancy evaluation was based upon percentage of sprouted tubers, number of sprouts per tuber, period (days) to 80% of sprouted tubers and fresh weight loss. Chip quality was evaluated as reduced sugars, dry mass, starch and amylase contents and chip color. All evaluations were done at 0, 30, 60 and 90 days of storage. Different group of clones were selected considering spring and autumn conditions, but SMA508-2, SMA508-4 and SMA519-1 had good performance in both seasons. Tubers produced during autumn season showed higher dormancy period and lower dry mass and starch contents than those of spring season. Storage temperature affected tuber quality and dormancy period. Tubers produced during autumn season and stored at 10oC had higher reduced sugars and lower amylase than those of spring season; however, tubers produced during spring season had lower dry matter and darker chips. The storage temperature of 10oC reduced the percentage of sprouted tubers and fresh weight losses of both grown seasons. Clonal selection depended upon storage temperature and the clone SMA519-1 had the best combination of chip quality traits in both season and storage temperature conditions. Tubers produced during spring season and stored at 10oC resulted in the highest selection gain for processing quality, but selection gain for short dormancy was maximized when tubers were produced during autumn season. / A seleção de clones de batata pode ser realizada nos cultivos de primavera e outono no Rio Grande do Sul. Esses dois cultivos apresentam condições contrastantes de temperatura, fotoperíodo e radiação solar, o que pode alterar o período de dormência e a qualidade de processamento dos tubérculos. Os objetivos deste trabalho foram selecionar clones de batata de curta dormência e alta qualidade de processamento na forma de chips, adaptados as condições de cultivo de primavera e outono do Rio Grande do Sul. Tubérculos de 21 clones produzidos durante a primavera de 2006 e outono de 2007 e armazenados a 10ºC e 20ºC foram avaliados para dormência e qualidade de processamento. A avaliação da dormência foi realizada pela porcentagem de tubérculos brotados, o número de brotos por tubérculo, o número de dias até 80% de tubérculos brotados e a perda de massa fresca. A qualidade de processamento foi avaliada a partir das determinações de açúcares redutores, matéria seca, amido, amilose e coloração dos chips. Todas as avaliações foram realizadas aos 0, 30, 60 e 90 dias após o período da cura dos tubérculos. Foram selecionados grupos distintos de clones na primavera e no outono, porém os clones SMA508-2, SMA508-4 e SMA519-1 foram superiores em ambos os cultivos. Tubérculos produzidos durante o outono apresentaram maior período de dormência e menores teores de matéria seca e amido. A temperatura de armazenamento afetou a qualidade pós-colheita dos tubérculos e o período de dormência. Tubérculos produzidos no outono e armazenados a 10ºC apresentaram maiores teores de açúcares redutores e redução dos teores de amilose, porém quando produzidos na primavera apresentaram menor teor de matéria seca e escurescimento dos chips. Essa temperatura de armazenamento foi eficiente em diminuir a porcentagem de tubérculos brotados e a perda de massa fresca em ambos os cultivos. A temperatura de armazenamento afetou a seleção de clones, sendo que o clone SMA519-1 combinou o maior percentual de caracteres de qualidade em ambas as temperaturas de armazenamento e épocas de cultivo. Tubérculos produzidos na primavera e armazenados a 10ºC proporcionaram os maiores ganhos indiretos de seleção para os caracteres de qualidade de procesamento, no entanto, os maiores ganhos de seleção para curta dormência foram obtidos quando os tubérculos foram produzidos durante o outono.

Hydroponic system is an important improvement of the potato production process of tuber seeds. There is no enough information about management techniques of hydroponically cultivated potato. A main problem of this production system is the excessive shoot growth, which results in a low propagation rate. Planting density and pruning may change the relationship between shoot and tuber growth, affecting dry matter partitioning. The objective of this work was to study the effect of planting density and pruning in the dry matter partitioning of hydroponically cultivated potato plants to reduce shoot growth an increase tuber dry matter accumulation. One experiment was carried out to study the effect of planting density in the growth and dry matter partitioning of potato plants during spring 2004. Planting densities of 25, 44, 100 and 400 hills.m-2 were evaluated. Another experiment was carried out to study the effect of leaf area restriction with pruning in the dry matter partitioning during fall and spring 2005 growing seasons. The treatments were pruning aerial parts of plants at 10, 20, and 30 cm height and control (with no pruning). Planting density and pruning affected dry matter partitioning of hydroponically cultivated potato plants. Planting density of 100 hills.m-2 results in the highest plant growth and tuber fraction production. This density should be used to the production of potato in hydroponic system. Increasing hill density improves tuber number yield without reducing tuber dry matter production. Pruning plants at 30 cm high is a management practice that can be used to restrict shoot growth of potato plants grown hydroponically, with small yield reduction during spring. / O sistema hidropônico mostra-se como um importante avanço no processo de produção de tubérculos-semente de batata. Existe carência de informações a respeito das técnicas de manejo a serem adotadas no cultivo hidropônico de batata, principalmente por se tratar de uma técnica recente. Dentre os problemas apresentados por esse sistema, destaca-se o excessivo crescimento da parte aérea das plantas, o que afeta a eficiência do processo de multiplicação de tubérculos. A densidade de plantio e a poda da parte aérea interferem no equilíbrio entre o crescimento dos compartimentos vegetativo e generativo, modificando a distribuição dos assimilados na planta. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da densidade de plantio e da poda da parte aérea sobre a partição de massa seca de plantas de batata cultivadas em hidroponia, visando reduzir o crescimento da parte aérea e aumentar a translocação de massa seca para os tubérculos. Foi conduzido um experimento para estudar o efeito da densidade de plantio no crescimento e na partição de massa seca de plantas de batata durante a primavera de 2004. As densidades de plantio utilizadas foram 25, 44, 100 e 400 covas.m-2. Foi conduzido outro experimento para estudar o efeito de restrições no crescimento da área foliar, através da poda verde, na partição de massa seca no outono e primavera de 2005. Os tratamentos foram a poda da parte aérea sempre que as plantas atingiam a altura de 10, 20 e 30 cm e a testemunha sem poda. A densidade de plantio e a poda verde alteraram a partição de massa seca de plantas de batata cultivadas em hidroponia. O crescimento das plantas e a fração tubérculos atingiram a saturação a partir da densidade de 100 covas.m-2, a qual pode ser empregada para a produção de batata em sistema hidropônico. O incremento da densidade de plantio aumenta o número de tubérculos sem afetar a produção de massa seca de tubérculos. A poda verde a 30 cm de altura pode ser empregada para restringir o crescimento da parte aérea de plantas de batata cultivadas em hidroponia, porém com uma pequena redução de produtividade no cultivo de primavera.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Experiments were conducted in order to (i) evaluate the use of canonical correlation to identify plant and tuber traits that can be used for early identification of superior potato clones and (ii) develop and validate a method of early selection of potato clones for tuber dormancy, to identify clones with short or long dormancy, with the purpose of being used respectively in subtropical and temperate growing conditions. The study of canonical correlation analysis was conducted in two generations (seedling and tuber) with nine families and a total of 358 clones. The seedling generation (G1) was conducted in a greenhouse in the winter of 2008, and the tuber generation (G2) on the field during the fall season of 2009. From both generations 13 plant and tuber traits were evaluated: height of the main stem (HMS), fresh weight of shoots (FWS), fresh weight of stolons (FWS), fresh weight of tubers (FWT), number of tubers per plant (NTP), elongated-shaped tuber (EST), flattened-shaped tuber (FST), skin texture (SKT), pointed ends (POI), secondary growth (SEG), eye depth (DEP), days to break dormancy (DBD) and number of sprouts per tuber (NST). The variability among families was significant for all traits in both generations except for POI in the first generation and FWS, SEG and DEP in the second generation. The linear correlations between G1 and G2 were significant, positive and high for 12 out of 13 traits evaluated. The canonical correlation analysis showed that there is an association between plant and tuber traits in the two generations. However, no general rule was observed for the early selection of clones, valid for any family, being the evaluation of clones in the set more efficient to identify the correlation of characters between the generations. In order to develop and validate a method of early selection of clones for tuber dormancy, experiments were conducted between the years of 2010 and 2013, beginning with two independent sets of clones. In 2010, seedling generation of the first set (19 clonal families) was conducted in a greenhouse. Tubers from each genotype were harvested (total of 1,145 clones or minitubers), which were treated with 30 mg L-1 gibberellic acid and stored at 20 °C for breaking dormancy. After 45 days of storage four groups of clones were formed according to the number of days (45, 60, 75 and 90 days) required for breaking dormancy. A random sample of tubers of each group was used for the summer field cultivation. At harvest, four tubers were separated from each clone to assess dormancy and apical dominance under storage of 20 °C. In 2012, a second set with 1,269 clones (minitubers of 16 families) was produced in order to separate five groups of clones according to the number of days (30, 45, 60, 75 and 90 days) required for breaking dormancy of tubers. For both sets of clones, a completely randomized design with four replicates of each clone was utilized. There was a pattern of dormancy breaking and direct relationship within the dormancy period of the tubers between the two generations, that made possible to develop and validate an early selection method. This method enables the assembly of clones with similar dormancy level as of the seedling generation, i.e., allows early identification of clones with short or long dormancy, with potential as new adapted cultivars respectively for subtropical and temperate growing conditions of southern Brazil. / Experimentos foram conduzidos com o objetivo de (i) avaliar o uso da correlação canônica para identificar caracteres de planta e tubérculo que possam ser utilizados para a identificação precoce de clones superiores de batata e (ii) desenvolver e validar um método de seleção precoce de clones de batata para a dormência dos tubérculos, para a identificação de clones com curta ou longa dormência, para serem utilizados respectivamente em condições subtropicais e temperadas de cultivo. O estudo da análise de correlação canônica foi conduzido em duas gerações (plantular e de tubérculo), com nove famílias e um total de 358 clones. A geração plantular (G1) foi conduzida em casa de vegetação, no inverno de 2008, e a geração de tubérculo (G2) em campo, no outono de 2009. Nas duas gerações foram avaliados 13 caracteres de planta e tubérculo: estatura da haste principal (EHP), massa fresca de parte aérea (MFA), massa fresca de estolão (MFE), massa fresca de tubérculos (MFT), número de tubérculos por cova (NTC), tubérculo alongado (TAL), tubérculo achatado (TAC), aspereza da casca (ASP), presença de ponta (PON), embonecamento (EMB), profundidade de gemas (PRG), dias para rompimento da dormência (DRD) e número de brotos por tubérculo (NBT). A variabilidade entre as famílias foi significativa para todos os caracteres nas duas gerações, com exceção de PON na primeira geração e MFA, EMB e PRG na segunda geração. As correlações lineares entre G1 e G2 foram significativas, positivas e altas para 12 dos 13 caracteres avaliados. A análise de correlação canônica mostrou que existe associação entre caracteres de planta e tubérculo nas duas gerações. Porém, não foi observado regra geral para a seleção precoce de clones, válida para qualquer família, sendo a avaliação de clones no conjunto mais eficiente para identificar a correlação de caracteres entre as gerações. Para desenvolver e validar um método de seleção precoce de clones para a dormência dos tubérculos, experimentos foram conduzidos entre os anos de 2010 e 2013, partindo de dois conjuntos independentes de clones. Em 2010, a geração plantular do primeiro conjunto (19 famílias clonais) foi conduzida em casa de vegetação. De cada genótipo foi colhido um tubérculo, totalizando 1.145 clones (minitubérculos), que foram tratados com 30 mg L-1 de ácido giberélico e armazenados a 20 ºC para rompimento da dormência. Após 45 dias de armazenamento, formaram-se quatro grupos de clones com número de dias (45, 60, 75 e 90 dias) necessários para o rompimento da dormência. Uma amostra aleatória dos tubérculos de cada um dos grupos foi utilizada para o cultivo de verão em campo. Por ocasião da colheita, quatro tubérculos foram separados de cada clone para avaliar a dormência e dominância apical, sob armazenamento à temperatura de 20 ºC. Em 2012, um segundo conjunto com 1.269 clones (minitubérculos de 16 famílias) foi produzido para separar cinco grupos de clones com número de dias (30, 45, 60, 75 e 90 dias) necessários para o rompimento da dormência dos tubérculos. Para os dois conjuntos de clones, o delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições de cada clone. Houve um padrão de rompimento da dormência e relação direta entre o período de dormência dos tubérculos entre as duas gerações, o que possibilitou desenvolver e validar um método de seleção precoce. Esse método possibilita agrupar clones com similar nível de dormência já na geração de plântula, ou seja, permite a identificação precoce de clones com curta ou longa dormência, com potencial para serem utilizados no desenvolvimento de cultivares adaptadas, respectivamente, as condições subtropicais e temperadas de cultivo na região Sul do Brasil.

Potato (Solanum tuberosum L.) has been more and more used as a dietary source, mainly in developing countries. It is the fourth most important crop in the world, right after wheat, rice and corn. In Brazil, it is one of the most important vegetables being produced in large scale. Such tuber root, however, has been presenting trading hindrance, which imply economic losses. In this context, a way to use the exceeding raw material was applying that to the production of ethanol. The following study aimed at determining the centesimal composition of the potato tuber in natura to be used in the distillation process for ethanol production, as well as the solid residue resulting from the fermentation of the tubers, and to evaluate the effect of different levels of dietary fiber replacement in a standard diet by the solid residue of the potato in rat biological response. Centesimal composition was assessed in accordance with AOAC (2000). Wistar rats were used for the biological evaluation. They were feed with four different rations which composed their treatment, in accordance with AIN-93 recommendations; all of them at equivalent amounts of proteins, fats, vitamins, minerals and total carbohydrates; even though different concerning level of solid residue replacement in potato tubers. The animals went through a 5-day adaptation period. Throughout the experimental period (23 days), data and samples were obtained to determine the consumption, weight gain, food efficiency ratio (FER), liver weight, epididymal fat weight, moisture, feces pH, fecal nitrogen excretion; in addition to blood for the analyses of triglycerides, total cholesterol, HDL cholesterol and total proteins. It was feasible, from the obtained results, to conclusion that the in natura potato tubers had a centesimal composition compatible with date fron literature, except for some variations. The residue presented a nutritional relevant centesimal composition, with 8,22% of protein, 16,71% dietary fiber, 62,79% carbohydrates and 287,91 Kcal. The biological effects observed in the paper suggest that the solid residue from the fermentation of potato tuber may be used as nutrient source, replacing the dietary fiber fraction of a AIN-93 standard diet, without damage to the development of rats, as well as the biochemical parameters; however, it would be early to state that this is appropriate for human feeding, since the complementation with some researches, which started being conducted here, would be relevant for more specific conclusions. / A batata (Solanum tuberosum L.), cada vez mais ocupa lugar de destaque como fonte alimentar, principalmente nos países em desenvolvimento. É a quarta cultura na ordem de importância no mundo, depois do trigo, do arroz e do milho. No Brasil, é uma das principais hortaliças sendo produzida em larga escala. Entretanto, este tubérculo, vem apresentando problemas na comercialização, implicando em perdas econômicas. Neste contexto, uma forma de aproveitar essa matéria-prima excedente, foi utilizando-a em processo de obtenção de etanol. Sendo assim, o presente estudo foi conduzido com os objetivos de determinar a composição centesimal do tubérculo de batata in natura a ser utilizado no processo de destilação para a produção de etanol, caracterizar o resíduo sólido resultante da fermentação deste tubérculo, e avaliar o efeito da utilização de diferentes teores de substituição da fibra alimentar de uma dieta padrão por resíduo sólido de fermentação de tubérculo de batata na resposta biológica de ratos. As análises para determinação da composição centesimal, foram realizadas de acordo com a AOAC (2000). Para a avaliação dos efeitos biológicos foram utilizados ratos Wistar, alimentados com quatro rações que compuseram os tratamentos, de acordo com as recomendações do AIN-93, todas contendo quantidades equivalentes de proteínas, gorduras, vitaminas, minerais e carboidratos totais, mas diferenciadas quanto ao teor de substituição da fibra alimentar pelo resíduo sólido de fermentação de tubérculo de batata. Os animais foram submetidos a um período de adaptação de 5 dias e durante o período experimental (23 dias), foram obtidos dados e amostras para a determinação do consumo, ganho de peso, coeficiente de eficiência alimentar (CEA), peso do fígado, peso da gordura epididimal, produção de fezes secas e úmidas, umidade, pH das fezes, excreção de nitrogênio fecal, além de sangue para análises de: triglicerídeos, colesterol total, colesterol HDL e proteínas totais. Os resultados obtidos permitiram concluir que, o tubérculo de batata in natura apresentou ter uma composição centesimal compatível à apresentada pela literatura, exceto algumas variações. O resíduo apresentou uma composição centesimal nutricionalmente relevante, com 8,22% de proteína, 16,71% de fibra alimentar, 62,79% de carboidratos e 287,91Kcal. Os efeitos biológicos observados no ensaio sugerem que, o resíduo sólido de fermentação de tubérculos de batata pode ser empregado como fonte de nutrientes substituindo a fração fibra de uma dieta padrão do AIN-93, sem comprometer o desenvolvimento dos ratos e os parâmetros bioquímicos analisados, porém seria precoce afirmar que este seja adequado à alimentação humana, pois a complementação com algumas pesquisas aqui iniciadas seria pertinente para conclusões mais específicas.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2329713 bytes, checksum: e401c1067441986762a3c9bcc4db01dc (MD5) Previous issue date: 2011-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Asteraceae family has cosmopolitan distribution, including about 1.100 genus and about 25.000 species. Chemical and pharmacological studies are not yet known in the genus Pithecoseris. The family Solanaceae A. Juss. has a worldwide distribution, including about 150 genus and approximately 3000 species. The genus Solanum comprises about 1000 species. Many species of Solanum are known as "jurubeba", a word that comes from the Tupi-Guarani yu'beba, which is associated with the presence of thorns and is used in folk medicine for various purposes. This paper describes the isolation, structural identification and biological activities of some chemical constituents of the flowers of Pithecoseris pacourinoides Mart. (Asteraceae) and roots of Solanum rhytidoandrum Sendtn. (Solanaceae), with the objective of contributing to the knowledge chemotaxonomic of the genera Pithecoseris and Solanum, as well as families Asteraceae and Solanaceae. The chemical constituents were identified by analysis of data obtained by spectroscopic methods as Infrared, 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance, with the add of two-dimensional techniques, Mass spectroscopy, and compared with values from the literature. Phytochemical study of the ethyl acetate phase of Pithecoseris pacourinoides Mart. resulted in the isolation of the steroids Sitosterol-3-O-b-D-glucopyranoside and Stigmasterol-3-O-b- D-glucopyranoside and flavonoids 5,7,4'-trihydroxyflavone, 3-O-methylquercetin and quercetin 3-O-α-L-rhamnoside, all first reported in the genus. Phytochemical study of the roots of Solanum rhytidoandrum Sendtn. resulted in the isolation of an alkaloid steroidal glycoside called xilosilsolamargina, first time reported in the species. The phases and extracts Pithecoseris pacourinoides Mart. were subjected to a bioassay with Artemia salina Leach which provided a direction for studies in search of new biologically active molecules in the other phases. The 3-O-methylquercetin and xilosilsolamargina were subjected to cytotoxicity assay against K562 line leukemia cell demonstrating that the analyzed constituents have excellent antitumor activity in vitro, concentration-dependent manner. The isolation of metabolites in species Pithecoseris pacourinoides Mart. and Solanum rhytidoandrum Sendtn. associated with biological assays showed a high potential of the study. / A família Asteraceae possui distribuição cosmopolita, incluindo cerca de 1.100 gêneros e aproximadamente 25.000 espécies. Estudos químicos e farmacológicos ainda não são conhecidos no gênero Pithecoseris. A família Solanaceae A. Juss. possui distribuição cosmopolita, incluindo cerca de 150 gêneros e aproximadamente 3000 espécies. O gênero Solanum é composto por aproximadamente 1000 espécies. Muitas espécies de Solanum são conhecidas como jurubeba , palavra originária do Tupi-guarani yu beba, que está associada a presença de espinhos, sendo empregadas na medicina popular para vários fins. O presente trabalho descreve o isolamento, identificação estrutural e atividades biológicas de alguns constituintes químicos das inflorescências de Pithecoseris pacourinoides Mart. (Asteraceae) e raízes de Solanum rhytidoandrum Sendtn. (Solanaceae), com o objetivo de contribuir para o conhecimento quimiotaxonômico dos gêneros Pithecoseris e Solanum, bem como das famílias Asteraceae e Solanaceae. Os constituintes químicos foram identificados através da análise de dados obtidos por métodos espectroscópicos como IV e RMN de 1H e 13C uni e bidimensionais, espectroscopia de massas, além de comparação com dados da literatura. O estudo fitoquímico da fase acetato de Pithecoseris pacourinoides Mart. resultou no isolamento dos esteróides Sitosterol-3-O-b-D-glicopiranosídeo e Estigmasterol-3-O- b-D-glicopiranosídeo e os flavonóides 5,7,4 -trihidroxiflavona (apigenina), 3-metoxi- 5,7,3 ,4 -tetrahidroxiflavona (3-O-metilquercetina) e Quercetina 3-O-α-L-raminosídeo, todos relatados pela primeira vez no gênero. O estudo fitoquímico das raízes de Solanum rhytidoandrum Sendtn. resultou no isolamento de um alcalóide esteroidal glicosilado denominado xilosilsolamargina, relatado pela primeira vez na espécie. As fases e extratos de Pithecoseris pacourinoides Mart. foram submetidas a um bioensaio frente Artemia salina Leach o qual forneceu um direcionamento para estudos em busca de novas moléculas biologicamente ativas nas demais fases. A 3- O-metilquercetina e a xilosilsolamargina foram submetidas ao ensaio de citotoxicidade frente células leucêmicas da linhagem k562 demonstrando que os constituintes avaliados apresentam excelente atividade antitumoral in vitro de maneira concentração-dependente. O isolamento dos metabólitos nas espécies Pithecoseris pacourinoides Mart. e Solanum rhytidoandrum Sendtn. associado aos ensaios biológicos evidenciou um elevado potencial do estudo.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2456836 bytes, checksum: 09d3f72dc7985812ae8e5dab865bed8c (MD5) Previous issue date: 2013-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Solanum paludosum Moric. (Solanaceae), popularly known as "jurubeba roxa" in Brazil Northeast, is used as a substitute for Solanum paniculatum ( jurubeba-verdadeira ) in folk medicine to treat hypertension and gastrointestinal disorder. In previous studies performed by Monteiro (2009) with total alkaloid fraction obtained from the root bark of this species (FAT-SP) was shown that its presented spasmolytic activity on smooth muscle, being more potent on guinea pig ileum and rat aorta. On guinea pig ileum, the relaxing effect involved antimuscarinic activity, and on rat aorta the NO/GC pathways. As the fraction has constituted by glycoalkaloids and many are known to exhibit cytotoxic activity, this activity was assessed in longitudinal layer myocytes from guinea pig ileum. In this work, we found that FAT-SP has no cytotoxic activity in these cells even the highest concentration tested (750 μg/mL), then we proceeded with the investigation of the relaxant action mechanism of FAT-SP on guinea pig ileum and rat aorta until that concentration. FAT-SP showed a relaxant effect on guinea pig ileum resistant simultaneous blockade of cholinergic and adrenergic pathways with guanethidine and atropine, respectively, suggesting there is involvement of NANC pathway; L-NAME (NOS competitive inhibitor) reduced FAT-SP relaxing potency, which was reversed in the presence of L-arginine, the substrate for NOS, suggesting that NO may be via NANC neurotransmitter. However, no reduction of the relaxing potency in the presence of ODQ, selective inhibitor of GC soluble, suggesting no participation of the GC in the FAT-SP relaxant action mechanism on guinea pig ileum. In the other hand, K+ channels participation (BKCa and SKCa) was evidenced by FAT-SP relaxing potency reduction on CsCl 5 mM presence (K+ channels nonselective blocker), TEA+ 1 mM (BKCa selective blocker) or apamin 100 nM (SKCa selective blocker). On rat aorta, it was observed participation pathway NO/cGMP/PKG, as can be evidenced by FAT-SP relaxing potency reduction in L-NAME 3 x 10-4 or 10-4 M presence and by inhibitory effect reversibility in L-arginine presence, as well as relaxing potency reduction in Rp-8-Br-cGMP 3 x 10-5 M presence, PKG selective inhibitor. Also, it was shown endothelial calmodulin participation because FAT-SP relaxing potency was reduced in presence calmidazolium 10-5 M, endothelial calmodulin selective inhibitor. The channel K+ participation (KV, SKCa and KATP) was evidenced by experiments with TEA+ 10 mM (K+ channels nonselective blocker), 4-AP 1 mM (KV selective blocker), apamin 5 x 10-8 M, glibenclamide 10-5 M (KATP selective blocker). Further, was showed partial inhibition of Ca2+ mobilization induced by IP3 of RS, but not by caffeine (20 mM). Thus, FAT-SP relaxing effect involves NO, BKCa and SKCa participation, on guinea pig ileum and endothelial calmodulin, NO/cGMP/PKG pathway and K+ channels (KV, SKCa and KATP) on rat aorta. / Solanum paludosum Moric. (Solanaceae), conhecida popularmente como jurubeba-roxa no Nordeste do Brasil, é utilizada como sucedânea de Solanum paniculatum ( jurubeba-verdadeira ) na medicina popular para tratamento de hipertensão e desordem gastrintestinal. Estudos anteriores, realizados por Monteiro (2009) com a fração de alcaloides totais obtida da casca da raiz desta espécie (FAT-SP) demonstraram que a mesma apresentou atividade espasmolítica em músculos lisos, sendo mais potente em íleo de cobaia e aorta de rato. Em íleo de cobaia, o efeito relaxante envolve atividade antimuscarínica e, em aorta de rato, a participação da via NO/GC. Como a fração possui na sua composição glicoalcaloides e muitos destes são conhecidos por apresentar atividade citotóxica, avaliou-se esta atividade em miócitos da camada longitudinal do íleo de cobaia. Neste trabalho, observou-se que a FAT-SP não apresenta atividade citotóxica nessas células na concentração máxima testada (750 μg/mL), portanto prosseguiu-se com a investigação do mecanismo de ação relaxante da FAT-SP em íleo de cobaia e aorta de rato até essa concentração. A FAT-SP apresentou um efeito relaxante em íleo de cobaia resistente ao bloqueio simultâneo das vias adrenérgica e colinérgica com guanetidina e atropina, respectivamente, sugerindo-se que há a participação da via NANC; o L-NAME (inibidor competitivo da NOS), reduziu a potência relaxante da FAT-SP, que foi revertida na presença da L-arginina, substrato para a NOS, sugerindo que o neurotransmissor da via NANC pode ser o NO. Porém, não houve redução da potência relaxante na presença de ODQ, inibidor seletivo da GC solúvel, o que sugere a não participação da GC no mecanismo de ação relaxante da FAT-SP em íleo de cobaia. Por outro lado, a participação dos canais de K+ (BKCa e SKCa) foi evidenciada pela redução da potência relaxante da FAT-SP na presença de 5 mM de CsCl (bloqueador não seletivo dos canais de K+), de 1 mM de TEA+ (bloqueador seletivo dos BKCa) ou 100 nM de apamina (bloqueador seletivo dos SKCa). Em aorta de rato, observou-se que há a participação da via NO/GMPc/PKG, como evidenciado pela redução da potência relaxante da FAT-SP na presença de 10-4 ou 3 x 10-4 M de L-NAME, e da reversibilidade do efeito inibidor na presença da L-arginina, bem como, da redução da potência relaxante na presença de 3 x 10-5 M de Rp-8-Br-cGMPS, inibidor seletivo da PKG. Ademais, foi demonstrado que há a participação da calmodulina endotelial, pois houve redução da potência relaxante da FAT-SP na presença de 10-5 M de calmidazolium, inibidor seletivo da calmodulina endotelial; participação dos canais de K+ (KV, SKCa e KATP) evidenciado pelos experimentos com 10 mM de TEA+ (bloqueador não seletivo dos canais de K+), 1 mM de 4-AP (bloqueador seletivo dos KV), 5 x 10-8 M de apamina e 10-5 M de glibenclamida (bloqueador seletivo dos KATP). Observou-se ainda a inibição parcial da mobilização do Ca2+ do RS induzida pelo IP3, mas não por cafeína (20 mM). Assim, o efeito relaxante da FAT-SP envolve a participação do NO e dos BKCa e SKCa em íleo de cobaia, e da calmodulina endotelial, bem como da via NO/GMPc/PKG e canais de K+ (KV, SKCa e KATP) em aorta de rato.

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Solanum asterophorum is a shrub popularly known as "jurubeba-de-fogo . In Brazil, is distributed in the states of Paraíba and Bahia and its roots are popularly used in the treatment of liver diseases. Several species of Solanum are used in folk medicine to treat diarrhea. Oliveira et al. (2006a) showed that the methanol extract from the leaves of S. asterophorum (Sast-MeOHF) has antispasmodic effect in guinea-pig ileum. Therefore, the objective of this study was to investigate and to compare a possible toxic effect and antispasmodic in guinea-pig ileum of the methanol extract obtained from roots of this species (Sast-MeOHR) in guinea-pig ileum, beyond to evaluate the antidiarrhoeal activity of both extracts in mice. Sast- MeOHR (500 mg/mL) induced low hemolytic activity (Emax = 5.2 ± 1.2%). In guineapig ileum, Sast-MeOHR antagonized the phasic contractions induced by 10-6 M carbachol (IC50 = 48.1 ± 8.7 mg/mL) and histamine (IC50 = 105.0 ± 16.2 mg/mL) in a significant and concentration-dependent manner, being Sast-MeOHR 2 times more potent against the carbachol. Sast-MeOHR also presented concentrationdependent spasmogenic effect (EC50 = 137.1 ± 2.8 mg/mL) when applied on the basal tone, which was inhibited in the presence of atropine, a nonselective muscarinic antagonist. Sast-MeOHR inhibited the cumulative curves to carbachol (CCh) and these were shifted to the right of a non-parallel with a reduction in Emax, suggesting a non-competitive antagonism, and relax in a significant and concentration-dependent manner the guinea-pig ileum pre-contracted with 40 mM KCl (EC50 = 52.9 ± 11.5 mg/mL) and with 10-6 M carbachol (EC50 = 20.1 ± 8.6 mg/mL) or histamine (EC50 = 79, 0 ± 15.0 mg/mL), suggestive of the blockade Ca2+ influx through the Cav. Sast-MeOHR antagonized the CaCl2-induced contractions in depolarizing medium nominally without Ca2+ only at concentrations of 500 and 750 mg/mL, suggesting a blockage of the indirect Cav. The fact that the relaxation curve of Sast-MeOHR in guinea-pig ileum pre-contracted with carbachol (EC50 = 20.1 ± 8.6 mg/mL) have been displaced in the presence of 5 mM CsCl, a potassium channels non-selective blocker (EC50 = 92.8 ± 46.1 mg/mL), suggests activation of these channels. In vivo experiments demonstrated a lack of acute toxicity to the dose of 2 g/kg vo and 5 g/kg for i.p to Sast-MeOHR. Besides Sast-MeOHR present an inhibition on both frequency of defecation (ED50 = 309.6 ± 28.5 mg/kg) as liquid stools (ED50 = 152.1 ± 32.5 mg/kg) in a significant and dose-dependent manner. In contrast, Sast-MeOHF presents significant inhibitory effect on the frequency of defecation only in doses of 500 and 750 mg/kg (48.7 ± 7.4 and 42.3 ± 9.8%, respectively). In relation to liquid stools, the Sast-MeOHF showed significant (ED50 = 268.4 ± 35.2 mg/kg) and dose-dependent inhibition, being Sast-MeOHR 2 times more potent to inhibit diarrhea. Both extracts (until 500 mg/kg) did not inhibit intestinal transit. In contrast, both inhibited in a significant and dose-dependent manner, the contents of intestinal fluid induced by castor oil, being Sast-MeOHR (ED50 = 38.3 ± 10.4 mg/kg) 2 times more potent than Sast-MeOHF (ED50 = 78.6 ± 6.4 mg/kg). Suggest that the antidiarrhoeal effect of Sast-MeOHR and Sast-MeOHF involves changes in intestinal secretion, however other studies must be carried out to elucidate the mechanisms involved in these activity. Thus, the extract obtained from the roots was more potent both in vitro experiments and in vivo, suggesting that the active principles with antispasmodic and antidiarrheal action may be more concentrated in roots. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Solanum asterophorum é uma espécie arbustiva, conhecida popularmente por jurubeba-de-fogo . No Brasil, encontra-se distribuída nos estados da Paraíba e Bahia, e suas raízes são utilizadas para problemas hepáticos. Várias espécies de Solanum são utilizadas na medicina popular para tratar diarréia. Oliveira et al. (2006a) demonstrou que o extrato metanólico obtido das folhas de S. asterophorum (Sast-MeOHF) apresenta efeito antiespasmódico em íleo de cobaia. Com isso, o objetivo desse estudo foi investigar e comparar um possível efeito tóxico e antiespasmódico do extrato metanólico obtido das raízes desta espécie (Sast-MeOHR) em íleo de cobaia, além de avaliar a atividade antidiarréica de ambos os extratos em camundongos. Sast-MeOHR (500 Vg/mL) induziu uma baixa atividade hemolítica (Emax = 5,2 ± 1,2%). Em íleo de cobaia, Sast-MeOHR antagonizou as contrações fásicas induzidas por 10-6 M de CCh (CI50 = 48,1 ± 8,7 Vg/mL) e de histamina (CI50 = 105,0 ± 16,2 Vg/mL) de maneira significante e dependente de concentração, sendo o Sast-MeOHR 2 vezes mais potente frente ao carbacol. Sast-MeOHR também apresentou efeito espasmogênico dependente de concentração (CE50 = 137,1 ± 2,8 Vg/mL) quando aplicado sobre o tônus basal, que foi inibido na presença de atropina, um antagonista muscarínico não-seletivo. Sast-MeOHR inibiu as curvas cumulativas ao CCh e estas foram desviadas para a direita de forma não paralela com redução do Emax, sugerindo um antagonismo não competitivo, além de relaxar de maneira significante e dependente de concentração o íleo de cobaia pré-contraído com 40 mM de KCl (CE50 = 52,9 ± 11,5 Vg/mL) e com 10-6 M de carbacol (CE50 = 20,1 ± 8,6 Vg/mL) ou de histamina (CE50 = 79,0 ± 15,0 Vg/mL), sugestivo do bloqueio do influxo de Ca2+ através dos canais de cálcio operados por voltagem (CaV). Sast-MeOHR antagonizou as contrações induzidas por CaCl2 em meio despolarizante nominalmente sem Ca2+ apenas nas concentrações de 500 e 750 Vg/mL, sugerindo um bloqueio indireto dos Cav. O fato da curva de relaxamento do Sast-MeOHR em íleo de cobaia pré-contraído com carbacol ter sido deslocada por 5 mM de CsCl, um bloqueador não seletivo dos canais de potássio (CE50 = 92,8 ± 46,1 Vg/mL), sugere ativação destes canais. Nos experimentos in vivo, foi demonstrada ausência de toxicidade aguda até a dose de 2 g/kg v.o. e 5 g/kg i.p para Sast-MeOHR. Além do Sast-MeOHR apresentar uma inibição tanto em relação à frequência de defecação (DE50 = 309,6 ± 28,5 mg/kg) como em relação as fezes líquidas (DE50 = 152,1 ± 32,5 mg/kg) de forma significante e dependente de dose. Diferentemente, Sast-MeOHF apresentou efeito inibitório significante sobre a frequência de defecação apenas nas doses de 500 e 750 mg/kg (48,7 ± 7,4 e 42,3 ± 9,8%, respectivamente). Já em relação a fezes líquidas, Sast-MeOHF apresentou inibição significante (DE50 = 268,4 ± 35,2 mg/kg) e dependente de dose. Sendo o Sast-MeOHR duas vezes mais potente que Sast-MeOHF em inibir a diarréia. Ambos os extratos (até 500 mg/kg) não inibiram o trânsito intestinal. Diferentemente, ambos extratos inibiram de maneira significante e dependente da dose o conteúdo de fluido intestinal induzido por óleo de rícino, sendo o Sast-MeOHR (DE50 = 38,3 ± 10,4 mg/kg) duas vezes mais potente que Sast-MeOHF (DE50 = 78,6 ± 6,4 mg/kg). Sugestivo de que o efeito antidiarréico do Sast-MeOHR e do Sast-MeOHF envolve alterações na secreção intestinal, entretanto outros estudos são necessários para elucidar o mecanismo de ação envolvido nesta atividade. Com isso, o extrato obtido das raízes se mostrou mais potente tanto nos experimentos in vitro como in vivo, sugerindo que os princípios ativos com ação antidiarréica e antiespasmódica podem estar mais concentrados nas raízes.

This diploma thesis is concerned on protease inhibitors isolated from potato (Solanum tuberosum L.) tubers and evaluation of their antifungal properties. Theoretical part of the thesis deals with protease inhibitors which have an antifungal effect. Tubers of potato cultivars Adéla, Ornella, Eurostarch - were used for protease inhibitors isolation. Antifungal activity of isolated protein fractions were evaluated versus fungi from genus Rhizoctonia and Fusarium that are important pathogens in agriculture. Their activity was also evaluated statistically.