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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/1849 |
| Date | 06 March 2015 |
| Creators | Grisi, Patricia Umeda |
| Contributors | Perez, Sonia Cristina Juliano Gualtieri de Andrade |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ecologia e Recursos Naturais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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