Work hypothesis: Different pea (Pisum sativum L.) morphotypes respond differently to various anthropogenic factors. This can be related with an alteration of plant metabolism and with changes of photosynthetic pigments and biochemical indexes. Work aim and the tasks: To investigate the effects of ozone and UV-B radiation on different pea (Pisum sativum L.) morphotypes under changing climatic conditions and to measure plant reaction to the effects of ozone and UV-B radiation. 1.To investigate the effects of ozone and UV-B radiation on the morphometric parameters of different pea morphotypes under changing climatic conditions; 2.To investigate the effects of ozone and UV-B radiation on the photosynthetic pigments of different pea morphotypes under changing climatic conditions; 3.To investigate the effects of ozone and UV-B radiation on the biochemical indexes of different pea morphotypes under changing climatic conditions. Novelty of the scientific work. For the first time the effects of the near-ground ozone and UV-B radiation on two different pea (Pisum sativum L.) morphotypes (leafy ‘Ilgiai‘ and semi-leafless ‘Profi‘) were investigated under changing climate conditions. The response of these plants to the effects of ozone and UV-B radiation was measured. Defended propositions The different pea morphotypes respond differently to the effect of anthropogenic factors; The morphometric parameters of the different pea morphotypes alters unequally when responding to the... [to full text] / Darbo hipotezė: Skirtingų morfotipų žirniai (Pisum sativum L.) nevienodai reaguoja į įvairius antropogeninius veiksnius. Tai gali būti susiję su augalų metabolizmo pakitimu, fotosintetinių pigmentų, bei biocheminių rodiklių kitimu. Darbo tikslas: Ištirti ozono ir UV-B spinduliuotės poveikį skirtingų morfotipų žirniams (Pisum sativum L.) kintančiomis klimato sąlygomis, bei nustatyti jų reakciją į ozono ir UV-B spinduliuotės poveikį. Uždaviniai: 1.Kintančiomis klimato sąlygomis ištirti ozono bei UV-B spinduliuotės poveikį, skirtingų morfotipų žirnių morfometriniams parametrams; 2.Kintančiomis klimato sąlygomis ištirti ozono ir UV-B spinduliuotės poveikį, skirtingų morfotipų žirnių fotosintetiniams pigmentams; 3.Kintančiomis klimato sąlygomis ištirti ozono poveikį, skirtingų morfotipų žirnių biocheminiams rodikliams. Mokslinis darbo naujumas. Pirmą kartą buvo ištirtas priežemio ozono ir UV-B spinduliuotės poveikis, kintančiomis klimato sąlygomis, skirtingų morfotipų sėjamajam žirniui (Pisum sativum L.) lapuotiems ‘Ilgiai‘ bei pusiau belapiams ‘Profi‘, bei nustatyta jų reakcija į ozono ir UV-B spinduliuotės poveikį. Ginamieji teiginiai Skirtingų morfotipų žirniai nevienodai reaguoja į antropogeninių veiksnių poveikį; Skirtingų morfotipų žirnių morfometriniai parametrai, nevienodai skirtingai kinta nuo poveikio laiko, bei poveikio stiprumo; Skirtingų morfotipų žirnių fotosintezės mechanizmai yra nevienodi, sąlygojantys apsaugą nuo fotooksidacinio streso; Skirtingų morfotipų žirnių... [toliau žr. visą tekstą]

Metabólitos secundários são produzidos por alguns grupos vegetais e são essenciais nas diferentes estratégias de adaptação às adversidades ambientais, atuando na proteção e comunicação das plantas, sendo responsivos a diversos fatores bióticos e abióticos. Entre as diversas categorias de metabólitos secundários, os alcalóides apresentam principal função relacionada à defesa contra herbívoros; atuam também na proteção contra patógenos e na interação química com outras plantas (alelopatia). Alcalóides monoterpenos indólicos (MIAs) são uma classe de alcalóides de origem biossintética mista, e apresentam propriedades farmacológicas conhecidas (e.g. MIAs de Catharanthus roseus e Rauwolfia serpentina). MIAs provenientes de algumas espécies de Psychotria do Sul do Brasil são descritos como agentes antioxidantes, antimutagênicos, ansiolíticos, antidepressivos, antipsicóticos e analgésicos, apresentando grande potencial farmacológico. N,β-D-glicopiranosil vincosamida (GPV) é o alcalóide majoritário de Psychotria leiocarpa (Rubiaceae – APG III), apresentando estrutura semelhante a alguns alcalóides bioativos de Psychotria da região, com a peculiaridade de ser N-glicosilado. No presente trabalho, foi avaliado o efeito de dano mecânico e aplicação de jasmonato sobre o acúmulo de GPV no contexto de um possível papel do alcalóide em respostas à herbivoria, além de propriedades antioxidantes do composto. O teor de GPV se manteve constante após a aplicação dos tratamentos, ao longo de todo o experimento. Portanto, a estratégia de acúmulo deste alcalóide segue o padrão de fitoanticipina. No ensaio de dano mecânico os teores de compostos fenólicos também foram monitorados e se mantiveram constantes. Ensaios de herbivoria utilizando dois modelos generalistas e um especialista, não constataram eficácia do GPV na proteção contra estes predadores. Ensaios de atividade contra oxigênio singleto, ânions superóxido, radicais hidroxil e peróxido de hidrogênio revelaram ampla atividade antioxidante, com alguns resultados similares ao controle positivo (Trolox, um análogo da vitamina E). Os resultados obtidos neste trabalho, juntamente com dados existentes da literatura para metabólitos correlatos, sugerem uma função fundamentalmente antioxidante de MIAs de Psychotria, atuando como um modulador de estresse oxidativo. / Some plants groups accumulate secondary metabolites, which may play a major role in different strategies to deal with environmental challenges, being responsive to several biotic and abiotic factors and functioning as protection and communication agents. Among secondary metabolites, alkaloids play a major role as anti-feedant agents and are also involved in pathogen protection and chemical interaction (allelopathy). Monoterpene indole alkaloids (MIAs) are derived from two distinct biosynthetic pathways and possess well known pharmacological properties (e.g. MIAs from Catharanthus roseus and Rauwolfia serpentina). MIAs from Southern Brazilian Psychotria have been characterized as antioxidant, antimutagenic, ansyolitic, antidepressive, antipsychotic and analgesic agents, therefore bearing relevant pharmacological potential. N,β-D-glucopyranosil vincosamide (GPV) is the major alkaloid from Psychotria leiocarpa (Rubiaceae - APG III) and its structure, besides being additionally glycosylated in the N indol ring, is similar to a few bioactive alkaloids from native Psychotria species. In the present work, the effects of wounding and jasmonate application on GPV accumulation, and also antioxidant properties, were evaluated in the context of a potential role of the alkaloid in herbivory responses. GPV content remained constant after treatments, at all times of exposure. Therefore, GPV seems to present a phytoanticipin-like accumulation pattern. In the mechanical wounding assay, phenolic compounds content was also monitored and remained constant. In two herbivory assay models, a generalist and a specialist, GPV was not efficient to prevent herbivore feeding. Singlet oxygen, superoxide anions, hydroxyl radicals and hydrogen peroxide assays showed GPV has broad antioxidant activity, in some cases with activity equivalent to the positive control (Trolox, a vitamin E analog). The results obtained in this work, together with published results from our research group, strongly suggest an antioxidant role for Psychotria MIA alkaloids, which may act as oxidative stress modulators.

As diferentes intensidades de luz ou até mesmo a sua qualidade podem desempenhar um papel importante em algumas das principais vias metabólicas envolvidas na síntese de compostos bioativos. A radiação ultravioleta B (UV-B), além de influenciar mudanças no DNA, na atividade fotossintética e no crescimento das plantas, pode induzir a síntese e o acúmulo de metabólitos secundários. Assim, para investigar a efetividade da radiação UV-B suplementar na pós-colheita, cáqui (Diospyros kaki) e goiaba (Psidium guajava) foram submetidos a 48 horas de tratamento e posteriormente analisados em relação ao seu conteúdo de carotenoides. O acúmulo de carotenoides ocorreu de forma significativa para ambas as frutas, porém em momentos diferentes. A fim de entender os efeitos exercidos pela radiação UV-B suplementar em alimentos fontes de outros compostos bioativos, maçãs (Malus domestica) foram submetidas a 36 horas de tratamento e acompanhadas por 21 dias de armazenamento. Os parâmetros de qualidade durante o armazenamento das frutas não foram influenciados pela radiação UV-B, ocorrendo apenas perda de firmeza e de peso em todas as frutas As diferentes classes de compostos fenólicos identificados e quantificados por HPLC-MS apresentaram comportamentos diversos após o tratamento. Ácidos hidroxicinâmicos e antocianinas foram positivamente afetados pela suplementação de radiação UV-B. Para avaliar os efeitos da radiação UV-B suplementar sobre os compostos bioativos durante a pré-colheita de alimentos, alfaces verdes e roxas (Lactuca sativa) foram submetidas a 1 hora de tratamento por dia durante duas semanas. O conteúdo de carotenoides nas alfaces verdes e de compostos fenólicos nas alfaces roxas foi significativamente maior após o tratamento com radiação suplementar. Neste contexto, a radiação UV-B pode ser considerada uma tecnologia promissora no que diz respeito à modulação de compostos bioativos em alimentos, tanto durante o cultivo quanto após a colheita. / Different light intensities or even their quality may play an important role in some of the major metabolic pathways involved in the synthesis of bioactive compounds. In addition to influencing changes in DNA, photosynthetic activity and plant growth, ultraviolet B radiation (UV-B) may induce the synthesis and accumulation of secondary metabolites. Therefore, to investigate the effectiveness of post-harvest UV-B radiation, kaki (Diospyros kaki) and guava (Psidium guajava) were submitted to 48 hours of treatment and then analyzed for their carotenoid content. The accumulation of carotenoids occurred in a significant way for both fruits, but at different times. In order to understand the effects exerted by supplemental UV-B radiation on food sources of other bioactive compounds, apples (Malus domestica) were subjected to 36 hours of treatment and accompanied by 21 days of storage. The quality parameters during fruit storage were not influenced by UV-B radiation, with only loss of firmness and weight occurring in all fruits. The different classes of phenolic compounds identified and quantified by HPLC-MS showed different behavior after treatment. Hydroxycinnamic acids and anthocyanins were positively affected by the supplementation of UV-B radiation. To evaluate the effects of supplemental UV-B radiation on bioactive compounds during food cultivation, green and red lettuces (Lactuca sativa) were subjected to 1 hour of treatment per day for two weeks. The carotenoid content in green lettuce and phenolic compounds in red lettuce was significantly higher after treatment with supplementary radiation. In this context, UV-B radiation can be considered a promising technology for the modulation of bioactive compounds in food, both during and after harvest.

O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos da radiação UV-B em indivíduos de linhagens de cultivados em laboratório. Foram utilizadas linhagens de gametófitos femininos de coloração vermelha (VMsubES/sub e VMSUBCE/SUB), verde (VD subCE/sub) e marrom-esverdeada (ME subCE/sub), derivados de populações dos Estados do Espírito Santo e Ceará. Dois experimentos distintos foram delineados: exposição à radiação UV-B por 5 horas (curto prazo - 2,01 W.msup-2/sup) e exposição por 3 horas diárias, durante 28 dias (longo prazo - 0,08 W.m-2). Ambos incluíram uma condição controle (sem radiação UV-B). As condições gerais de cultivo foram: água do mar enriquecida com von Stosch à 12,5% sem nitrato; nitrato (0,250mM); 25±1supo/supC; 14L:10E; 70±10µmol.fótons.msup-2/sup.ssup-1/sup; sem aeração. No experimento de curta duração, foram avaliados os seguintes parâmetros: fotossíntese, composição pigmentar e ultra-estrutura. No experimento de longa duração, foram avaliados: crescimento, composição pigmentar e ultra-estrutura. Curvatura acentuada dos ápices após a exposição prolongada à UV-B e mudanças na coloração foram observadas principalmente em indivíduos da linhagem VMsubES/sub, cujos ápices adquiriram aspecto espiralado, quando cultivados em UV-B. Esses mesmos indivíduos apresentaram menores taxas de crescimento (TCs), quando comparados à linhagem selvagem do Estado do Ceará (VMSUBCE/SUB), sugerindo uma maior sensibilidade à radiação UV-B. Após exposição de 5 horas à UV-B, todas as linhagens apresentaram reduções no rendimento quântico efetivo (∇F/Fm), com exceção de VMSUBCE/SUB, que não apresentou variações nos valores de ∇F/Fm no decorrer do experimento. As linhagens VMsubES/sub, VDSUBCE/SUBe MESUBCE/SUB apresentaram redução nesse parâmetro logo após a primeira hora de exposição à UV-B. Entretanto, esses valores mantiveram-se constantes para a linhagem MESUBCE/SUB ao longo do período experimental. Para a linhagem VDCE, verificou-se uma recuperação de F/Fm nos dois dias subseqüentes, o que sugere a ação de uma fotoinibição dinâmica, ao contrário das linhagens VMsubES/sub e MEsubCE/sub, cuja demora na recuperação caracteriza uma fotoinibição crônica. A linhagem VDSUBCE/SUB apresentou também maiores valores para a saturação luminosa (IK) após a exposição à UV-B, quando comparada às demais linhagens provenientes da população do Estado do Ceará (VMSUBCE/SUB e MEsubCE/sub). Na ausência de UV-B, as linhagens VMSUBCE/SUB e VMES apresentaram maiores valores para a eficiência fotossintetizante (αETR), quando comparadas às variantes cromáticas VDSUBCE/SUB e MEsubCE/sub. Entretanto, após a exposição à UV-B, a linhagem VMSUBCE/SUB apresentou maiores valores de ETR, quando comparada à linhagem VMsubES/sub, porém semelhantes aos observados nas linhagens VDSUBCE/SUB e MEsubCE/sub. Em curto prazo, não foram verificadas alterações nas concentrações de ficoeritrina (FE), ficocianina (FC) e aloficocianina nas diferentes linhagens, quando submetidas à radiação UV-B. Entretanto, um aumento na razão FE/FC foi observado para a linhagem VDsubCE/sub, sugerindo um aumento na proporção de FE, quando comparada à FC. Porém, reduções nas concentrações de ficoeritrina (FE), ficocianina e aloficocianina (AFC) foram observadas para indivíduos da linhagem VMSUBCE/SUB, após a exposição prolongada à UV-B, sugerindo uma possível utilização dessas substâncias no metabolismo celular, uma vez que as ficobiliproteínas, principalmente a FE, atuam como reserva de nitrogênio. Entretanto, as demais linhagens cultivadas em UV-B, apresentaram valores semelhantes de ficobiliproteínas aos verificados no controle. Observou-se um aumento na proporção FE/AFC na linhagem MEsubCE/sub, quando exposta à UV-B por 28 dias, sugerindo um aumento na porcentagem de FE em relação à AFC. Esse provável aumento nas concentrações de FE, em decorrência de sua síntese e reposição, favoreceria a aclimatação dos ficobilissomos a mudanças na irradiância. Concentrações semelhantes de clorofila a e carotenóides foram verificadas para as diferentes linhagens após a exposição à UV-B, independente do tempo de exposição, indicando a ausência de danos ao aparato fotossintetizante e a disponibilidade de pigmentos para o transporte de elétrons. Alterações ultraestruturais ocorreram em todas as linhagens cultivadas em UV-B em ambas condições experimentais. Os efeitos ultraestruturais foram observados principalmente nos cloroplastos, que apresentaram afastamento de tilacóides adjacentes, além da formação de vacúolos internos. Algumas células de indivíduos das linhagens VMSUBCE/SUB (longo prazo) e VDSUBCE/SUB (curto prazo) encontravam-se em avançado processo degenerativo, impossibilitando a visualização de membranas organelares. Observou-se também um maior número de grãos de amido nas linhagens VMsubES/sub e VDSUBCE/SUB cultivadas por 28 dias em UV-B, quando comparadas aos controles. Esse acúmulo de reserva poderia ser interpretado como uma incapacidade em metabolizar essas substâncias para atividades de síntese e reparo, necessárias para a manutenção do indivíduo quando em condições adversas, no caso a exposição à UV-B. Embora a linhagem VMsubES/subVMSUBCE/SUB tenha apresentado uma redução nas ficobiliproteínas, ela apresentou maiores TCs e menores alterações morfológicas. A linhagem MECE, embora tenha sofrido uma redução nas TCs, quando cultivada em UV-B, como as linhagens VDSUBCE/SUB e VMES, estas TCs mantiveram-se constantes ao longo do experimento, enquanto que nas demais linhagens elas diminuíram. A análise geral dos parâmetros avaliados sugere que as linhagens MESUBCE/SUB e VMCEVMSUBCE/SUB estariam aptas a lidar com um possível aumento nos níveis de UV-B incidente. Entretanto, diferenças na composição pigmentar observadas para a linhagem VDSUBCE/SUBsugerem uma menor sensibilidade desta a curto prazo, quando submetida a essa radiação. / não consta

Competitive balance and changes in individual plant growth parameters of eight pairs of plant species exposed to enhanced UV-B irradiation were determined under field conditions simulating ozone reductions of about 0.08 atm·cm. The levels of irradiance represented ozone decreases of about 25-30 percent from approximate ambient ozone concentrations for high solar altitudes on clear days during the study. A method for calculating and statistically analyzing relative crowding coefficients was developed and used to evaluate the competitive status of the species pairs sown in a modified replacement series. The effect of UV-B irradiance was generally detrimental to plant growth, and was reflected in decreased leaf area, biomass, height and density as well as changes in competitive balance for various species. For some species inter-specific competition apparently accentuated the effect of UV-B radiation, while intensive intraspecific competition may have had the same effect for other species.

Plant acclimation to natural and intensified solar UV-B irradiance was investigated in three species, Oenothera stricta Ledeb., Rumex obtusifolius L., and R . patientia L. The objectives of this study were to determine: (1) the relationship between plant sensitivity and epidermal UV attenuation, (2) the effect of phenotypic changes in the leaf epidermis, resulting from UV-B exposure, on plant sensitivity to UV radiation, and (3) the plasticity of these changes in the epidermis leading to plant acclimation to UVB radiation. Epidermal UV transmittance was found to differ in magnitude and spectral distribution among the three species examined in this study. Epidermal tissue from the leaves of Oenothera stricta, Rumex obtusifolius, and R. patientiaattenuated up to 951, 90%, and 851 of the UV-B radiation incident on the leaf, respectively. The spectral distribution of transmittance appeared to be characteristic of each species. The capacity of the epidermis to attenuate UV-B radiation was found to have some degree of plasticity in Oenothera stricta and Rumex obtusifolius. After exposure to UV-B radiation for periods of 11 to 15 days, at a mean dose rate of approximately 2050 biologically effective J·m·-2d-1 , epidermal UV-B transmittance was significantly reduced by up to 36% in mature leaves of O. stricta. Increased capacity of the epidermis to attenuate UV-B radiation was not observed in young leaves of this species. These leaves only transmitted about 4% of the UV-8 radiation incident on the leaf, The transmittance of shorter wavelengths of visible radiation was reduced by 6 to 14% in young and mature leaves after UV-B irradiation. A similar reduction in epidermal UV-8 transmittance in the leaves of R. obtusifolius was also observed. Ultraviolet absorbance in leaf epidermal and mesophyll tissue of Oenothera stricta generally increased in response to UV-B irradiation. Absorbance increased more in young leaves than mature leaves after UV-B irradiation. This increase in UV absorbance was also found in mature leaves of Rumex obtusifolius and R. patientia after UV-B irradiation. The increase in absorbance was most likely caused by an increase in flavonoid and related phenolic compounds in leaf tissues. The rate of photosynthesis was used as an indicator of the degree of plant sensitivity to UV-B radiation. In general, photosynthesis was not significantly depressed in the leaves of any of the three species. A trend toward photosynthetic depression in response to UV-B irradiation was found, however, and thus some degree of UV-B sensitivity is suggested in these species. A limited degree of plant acclimation was suggested in plants that were exposed to a low UV-B dose rate prior to a higher dose rate. A mechanism of UV-B attenuation, possibly involving the biosynthesis of UV-ab sorbing flavonoid compounds in the epidermis and mesophyll under the stress of UV-B radiation, and a subsequent increase in the UV-B attenuation capacity of the epidermis, is suggested. The degree of plant sensitivity and acclimation to natural and intensified solar UV-B radiation may involve a dynamic balance between the capacity for UV-B attenuation and UV-radiation-repair mechanisms in the leaf.

Metabólitos secundários são produzidos por alguns grupos vegetais e são essenciais nas diferentes estratégias de adaptação às adversidades ambientais, atuando na proteção e comunicação das plantas, sendo responsivos a diversos fatores bióticos e abióticos. Entre as diversas categorias de metabólitos secundários, os alcalóides apresentam principal função relacionada à defesa contra herbívoros; atuam também na proteção contra patógenos e na interação química com outras plantas (alelopatia). Alcalóides monoterpenos indólicos (MIAs) são uma classe de alcalóides de origem biossintética mista, e apresentam propriedades farmacológicas conhecidas (e.g. MIAs de Catharanthus roseus e Rauwolfia serpentina). MIAs provenientes de algumas espécies de Psychotria do Sul do Brasil são descritos como agentes antioxidantes, antimutagênicos, ansiolíticos, antidepressivos, antipsicóticos e analgésicos, apresentando grande potencial farmacológico. N,β-D-glicopiranosil vincosamida (GPV) é o alcalóide majoritário de Psychotria leiocarpa (Rubiaceae – APG III), apresentando estrutura semelhante a alguns alcalóides bioativos de Psychotria da região, com a peculiaridade de ser N-glicosilado. No presente trabalho, foi avaliado o efeito de dano mecânico e aplicação de jasmonato sobre o acúmulo de GPV no contexto de um possível papel do alcalóide em respostas à herbivoria, além de propriedades antioxidantes do composto. O teor de GPV se manteve constante após a aplicação dos tratamentos, ao longo de todo o experimento. Portanto, a estratégia de acúmulo deste alcalóide segue o padrão de fitoanticipina. No ensaio de dano mecânico os teores de compostos fenólicos também foram monitorados e se mantiveram constantes. Ensaios de herbivoria utilizando dois modelos generalistas e um especialista, não constataram eficácia do GPV na proteção contra estes predadores. Ensaios de atividade contra oxigênio singleto, ânions superóxido, radicais hidroxil e peróxido de hidrogênio revelaram ampla atividade antioxidante, com alguns resultados similares ao controle positivo (Trolox, um análogo da vitamina E). Os resultados obtidos neste trabalho, juntamente com dados existentes da literatura para metabólitos correlatos, sugerem uma função fundamentalmente antioxidante de MIAs de Psychotria, atuando como um modulador de estresse oxidativo. / Some plants groups accumulate secondary metabolites, which may play a major role in different strategies to deal with environmental challenges, being responsive to several biotic and abiotic factors and functioning as protection and communication agents. Among secondary metabolites, alkaloids play a major role as anti-feedant agents and are also involved in pathogen protection and chemical interaction (allelopathy). Monoterpene indole alkaloids (MIAs) are derived from two distinct biosynthetic pathways and possess well known pharmacological properties (e.g. MIAs from Catharanthus roseus and Rauwolfia serpentina). MIAs from Southern Brazilian Psychotria have been characterized as antioxidant, antimutagenic, ansyolitic, antidepressive, antipsychotic and analgesic agents, therefore bearing relevant pharmacological potential. N,β-D-glucopyranosil vincosamide (GPV) is the major alkaloid from Psychotria leiocarpa (Rubiaceae - APG III) and its structure, besides being additionally glycosylated in the N indol ring, is similar to a few bioactive alkaloids from native Psychotria species. In the present work, the effects of wounding and jasmonate application on GPV accumulation, and also antioxidant properties, were evaluated in the context of a potential role of the alkaloid in herbivory responses. GPV content remained constant after treatments, at all times of exposure. Therefore, GPV seems to present a phytoanticipin-like accumulation pattern. In the mechanical wounding assay, phenolic compounds content was also monitored and remained constant. In two herbivory assay models, a generalist and a specialist, GPV was not efficient to prevent herbivore feeding. Singlet oxygen, superoxide anions, hydroxyl radicals and hydrogen peroxide assays showed GPV has broad antioxidant activity, in some cases with activity equivalent to the positive control (Trolox, a vitamin E analog). The results obtained in this work, together with published results from our research group, strongly suggest an antioxidant role for Psychotria MIA alkaloids, which may act as oxidative stress modulators.

As diferentes intensidades de luz ou até mesmo a sua qualidade podem desempenhar um papel importante em algumas das principais vias metabólicas envolvidas na síntese de compostos bioativos. A radiação ultravioleta B (UV-B), além de influenciar mudanças no DNA, na atividade fotossintética e no crescimento das plantas, pode induzir a síntese e o acúmulo de metabólitos secundários. Assim, para investigar a efetividade da radiação UV-B suplementar na pós-colheita, cáqui (Diospyros kaki) e goiaba (Psidium guajava) foram submetidos a 48 horas de tratamento e posteriormente analisados em relação ao seu conteúdo de carotenoides. O acúmulo de carotenoides ocorreu de forma significativa para ambas as frutas, porém em momentos diferentes. A fim de entender os efeitos exercidos pela radiação UV-B suplementar em alimentos fontes de outros compostos bioativos, maçãs (Malus domestica) foram submetidas a 36 horas de tratamento e acompanhadas por 21 dias de armazenamento. Os parâmetros de qualidade durante o armazenamento das frutas não foram influenciados pela radiação UV-B, ocorrendo apenas perda de firmeza e de peso em todas as frutas As diferentes classes de compostos fenólicos identificados e quantificados por HPLC-MS apresentaram comportamentos diversos após o tratamento. Ácidos hidroxicinâmicos e antocianinas foram positivamente afetados pela suplementação de radiação UV-B. Para avaliar os efeitos da radiação UV-B suplementar sobre os compostos bioativos durante a pré-colheita de alimentos, alfaces verdes e roxas (Lactuca sativa) foram submetidas a 1 hora de tratamento por dia durante duas semanas. O conteúdo de carotenoides nas alfaces verdes e de compostos fenólicos nas alfaces roxas foi significativamente maior após o tratamento com radiação suplementar. Neste contexto, a radiação UV-B pode ser considerada uma tecnologia promissora no que diz respeito à modulação de compostos bioativos em alimentos, tanto durante o cultivo quanto após a colheita. / Different light intensities or even their quality may play an important role in some of the major metabolic pathways involved in the synthesis of bioactive compounds. In addition to influencing changes in DNA, photosynthetic activity and plant growth, ultraviolet B radiation (UV-B) may induce the synthesis and accumulation of secondary metabolites. Therefore, to investigate the effectiveness of post-harvest UV-B radiation, kaki (Diospyros kaki) and guava (Psidium guajava) were submitted to 48 hours of treatment and then analyzed for their carotenoid content. The accumulation of carotenoids occurred in a significant way for both fruits, but at different times. In order to understand the effects exerted by supplemental UV-B radiation on food sources of other bioactive compounds, apples (Malus domestica) were subjected to 36 hours of treatment and accompanied by 21 days of storage. The quality parameters during fruit storage were not influenced by UV-B radiation, with only loss of firmness and weight occurring in all fruits. The different classes of phenolic compounds identified and quantified by HPLC-MS showed different behavior after treatment. Hydroxycinnamic acids and anthocyanins were positively affected by the supplementation of UV-B radiation. To evaluate the effects of supplemental UV-B radiation on bioactive compounds during food cultivation, green and red lettuces (Lactuca sativa) were subjected to 1 hour of treatment per day for two weeks. The carotenoid content in green lettuce and phenolic compounds in red lettuce was significantly higher after treatment with supplementary radiation. In this context, UV-B radiation can be considered a promising technology for the modulation of bioactive compounds in food, both during and after harvest.

As diferentes intensidades de luz ou até mesmo a sua qualidade podem desempenhar um papel importante em algumas das principais vias metabólicas envolvidas na síntese de compostos bioativos. A radiação ultravioleta B (UV-B), além de influenciar mudanças no DNA, na atividade fotossintética e no crescimento das plantas, pode induzir a síntese e o acúmulo de metabólitos secundários. Assim, para investigar a efetividade da radiação UV-B suplementar na pós-colheita, cáqui (Diospyros kaki) e goiaba (Psidium guajava) foram submetidos a 48 horas de tratamento e posteriormente analisados em relação ao seu conteúdo de carotenoides. O acúmulo de carotenoides ocorreu de forma significativa para ambas as frutas, porém em momentos diferentes. A fim de entender os efeitos exercidos pela radiação UV-B suplementar em alimentos fontes de outros compostos bioativos, maçãs (Malus domestica) foram submetidas a 36 horas de tratamento e acompanhadas por 21 dias de armazenamento. Os parâmetros de qualidade durante o armazenamento das frutas não foram influenciados pela radiação UV-B, ocorrendo apenas perda de firmeza e de peso em todas as frutas As diferentes classes de compostos fenólicos identificados e quantificados por HPLC-MS apresentaram comportamentos diversos após o tratamento. Ácidos hidroxicinâmicos e antocianinas foram positivamente afetados pela suplementação de radiação UV-B. Para avaliar os efeitos da radiação UV-B suplementar sobre os compostos bioativos durante a pré-colheita de alimentos, alfaces verdes e roxas (Lactuca sativa) foram submetidas a 1 hora de tratamento por dia durante duas semanas. O conteúdo de carotenoides nas alfaces verdes e de compostos fenólicos nas alfaces roxas foi significativamente maior após o tratamento com radiação suplementar. Neste contexto, a radiação UV-B pode ser considerada uma tecnologia promissora no que diz respeito à modulação de compostos bioativos em alimentos, tanto durante o cultivo quanto após a colheita. / Different light intensities or even their quality may play an important role in some of the major metabolic pathways involved in the synthesis of bioactive compounds. In addition to influencing changes in DNA, photosynthetic activity and plant growth, ultraviolet B radiation (UV-B) may induce the synthesis and accumulation of secondary metabolites. Therefore, to investigate the effectiveness of post-harvest UV-B radiation, kaki (Diospyros kaki) and guava (Psidium guajava) were submitted to 48 hours of treatment and then analyzed for their carotenoid content. The accumulation of carotenoids occurred in a significant way for both fruits, but at different times. In order to understand the effects exerted by supplemental UV-B radiation on food sources of other bioactive compounds, apples (Malus domestica) were subjected to 36 hours of treatment and accompanied by 21 days of storage. The quality parameters during fruit storage were not influenced by UV-B radiation, with only loss of firmness and weight occurring in all fruits. The different classes of phenolic compounds identified and quantified by HPLC-MS showed different behavior after treatment. Hydroxycinnamic acids and anthocyanins were positively affected by the supplementation of UV-B radiation. To evaluate the effects of supplemental UV-B radiation on bioactive compounds during food cultivation, green and red lettuces (Lactuca sativa) were subjected to 1 hour of treatment per day for two weeks. The carotenoid content in green lettuce and phenolic compounds in red lettuce was significantly higher after treatment with supplementary radiation. In this context, UV-B radiation can be considered a promising technology for the modulation of bioactive compounds in food, both during and after harvest.

Metabólitos secundários são produzidos por alguns grupos vegetais e são essenciais nas diferentes estratégias de adaptação às adversidades ambientais, atuando na proteção e comunicação das plantas, sendo responsivos a diversos fatores bióticos e abióticos. Entre as diversas categorias de metabólitos secundários, os alcalóides apresentam principal função relacionada à defesa contra herbívoros; atuam também na proteção contra patógenos e na interação química com outras plantas (alelopatia). Alcalóides monoterpenos indólicos (MIAs) são uma classe de alcalóides de origem biossintética mista, e apresentam propriedades farmacológicas conhecidas (e.g. MIAs de Catharanthus roseus e Rauwolfia serpentina). MIAs provenientes de algumas espécies de Psychotria do Sul do Brasil são descritos como agentes antioxidantes, antimutagênicos, ansiolíticos, antidepressivos, antipsicóticos e analgésicos, apresentando grande potencial farmacológico. N,β-D-glicopiranosil vincosamida (GPV) é o alcalóide majoritário de Psychotria leiocarpa (Rubiaceae – APG III), apresentando estrutura semelhante a alguns alcalóides bioativos de Psychotria da região, com a peculiaridade de ser N-glicosilado. No presente trabalho, foi avaliado o efeito de dano mecânico e aplicação de jasmonato sobre o acúmulo de GPV no contexto de um possível papel do alcalóide em respostas à herbivoria, além de propriedades antioxidantes do composto. O teor de GPV se manteve constante após a aplicação dos tratamentos, ao longo de todo o experimento. Portanto, a estratégia de acúmulo deste alcalóide segue o padrão de fitoanticipina. No ensaio de dano mecânico os teores de compostos fenólicos também foram monitorados e se mantiveram constantes. Ensaios de herbivoria utilizando dois modelos generalistas e um especialista, não constataram eficácia do GPV na proteção contra estes predadores. Ensaios de atividade contra oxigênio singleto, ânions superóxido, radicais hidroxil e peróxido de hidrogênio revelaram ampla atividade antioxidante, com alguns resultados similares ao controle positivo (Trolox, um análogo da vitamina E). Os resultados obtidos neste trabalho, juntamente com dados existentes da literatura para metabólitos correlatos, sugerem uma função fundamentalmente antioxidante de MIAs de Psychotria, atuando como um modulador de estresse oxidativo. / Some plants groups accumulate secondary metabolites, which may play a major role in different strategies to deal with environmental challenges, being responsive to several biotic and abiotic factors and functioning as protection and communication agents. Among secondary metabolites, alkaloids play a major role as anti-feedant agents and are also involved in pathogen protection and chemical interaction (allelopathy). Monoterpene indole alkaloids (MIAs) are derived from two distinct biosynthetic pathways and possess well known pharmacological properties (e.g. MIAs from Catharanthus roseus and Rauwolfia serpentina). MIAs from Southern Brazilian Psychotria have been characterized as antioxidant, antimutagenic, ansyolitic, antidepressive, antipsychotic and analgesic agents, therefore bearing relevant pharmacological potential. N,β-D-glucopyranosil vincosamide (GPV) is the major alkaloid from Psychotria leiocarpa (Rubiaceae - APG III) and its structure, besides being additionally glycosylated in the N indol ring, is similar to a few bioactive alkaloids from native Psychotria species. In the present work, the effects of wounding and jasmonate application on GPV accumulation, and also antioxidant properties, were evaluated in the context of a potential role of the alkaloid in herbivory responses. GPV content remained constant after treatments, at all times of exposure. Therefore, GPV seems to present a phytoanticipin-like accumulation pattern. In the mechanical wounding assay, phenolic compounds content was also monitored and remained constant. In two herbivory assay models, a generalist and a specialist, GPV was not efficient to prevent herbivore feeding. Singlet oxygen, superoxide anions, hydroxyl radicals and hydrogen peroxide assays showed GPV has broad antioxidant activity, in some cases with activity equivalent to the positive control (Trolox, a vitamin E analog). The results obtained in this work, together with published results from our research group, strongly suggest an antioxidant role for Psychotria MIA alkaloids, which may act as oxidative stress modulators.