Phytotoxicity of plant extracts of Vismia japurensis cultivated in vivo and in vitro / Fitotoxicidade de extratos de plantas de Vismia japurensis cultivadas in vivo e in vitro

Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.

Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.

Phytotoxicity of plant extracts of Vismia japurensis cultivated in vivo and in vitro

Abstract Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.

Resumo Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.

Phytotoxicity of plant extracts of Vismia japurensis cultivated in vivo and in vitro / Fitotoxicidade de extratos de plantas de Vismia japurensis cultivadas in vivo e in vitro

Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.

Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.

Atividades biológicas de espécies amazônicas de Rubiaceae / Biological activities of Amazonian species of Rubiaceae

RESUMORubiaceae é uma família botânica com grande potencial químico e biológico Neste trabalho realizou-se a prospecção fitoquímica e avaliou-se as atividades citotóxica, antioxidante e antifúngica dos extratos diclorometânicos e metanólicos das folhas de Duroia saccifera, Ferdinandusa goudotiana, F. hirsuta, F. paraensis, Ferdinandusa sp., Palicourea corymbifera e P. guianensis. A avaliação da citotoxicidade foi realizada empregando-se o ensaio de toxicidade sobre Artemia salina. A atividade antifúngica foi determinada pelo método de difusão em ágar utilizando-se os fungos: Epidermophyton floccosum, Microsporum canis 32905, M. gipseum 29/00, Trichophyton mentagrophytes ATCC 9533/03, T. rubrum ATCC 28189, T. tonsurans 21/97, Cladosporium cladosporioides, C. sphaerospermum, FusariumU. 662/06, Scytalidium U. 661/06, Candida albicans ATCC 3632 e C. albicans U. 5/99. A atividade antioxidante foi determinada através dos ensaios de redução do radical livre 1,1-difenil-2-picrilhidrazila (DPPH) e de descoloração do cátion radical ácido-6-sulfônico-2,2-azinobis-3-etilbenzotiazolina (ABTS). Para o ensaio de toxicidade sobre A. salina observou-se maior toxicidade no extrato metanólico de F. goudotiana, que se mostrou tóxico até a concentração de 5 µg mL-1. A presença de princípios antifúngicos foi observada em F. hirsuta e F. paraensiscontra quatro dos fungos testados. Na avaliação da atividade antioxidante os extratos metanólicos mostraram maior atividade que os extratos diclorometânicos, sendo coincidente o resultado obtido através de ambos os métodos (redução do DPPH e descoloração do ABTS). Os resultados criam possibilidades para futuras investigações relacionadas à estrutura e atividade dos componentes de cada extrato ativo.

ABSTRACTRubiaceae is a plant family with great chemical and biological potential. In this work a phytochemical prospection was performed and it was assessed the cytotoxic, antioxidant and antifungal activities of dichloromethanic and methanolic extracts of the leaves of Duroia saccifera, Ferdinandusagoudotiana, F. hirsuta, F. paraensis, Ferdinandusa sp., Palicourea corymbifera and P. guianensis. The cytotoxicity evaluation was carried out using the test toxicity on Artemia salina. The antifungal activity was determined by agar diffusion method using fungi: Epidermophyton floccosum, Microsporum canis 32905, M. gipseum 29/00, Trichophyton mentagrophytes ATCC 9533/03, T.rubrum ATCC 28189, T. tonsurans 21/97 , Cladosporium cladosporioides, C. sphaerospermum, FusariumU. 662/06, Scytalidium U. 661/06, Candida albicans ATCC 3632 and C. albicans U. 5/99. The antioxidant activity was determined by testing the amount of free radical 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and the discoloration of the radical cation 6-sulfonic acid-2 ,2-azinobis-3-ethylbenzothiazoline (ABTS). For the toxicity test on A. salina greater toxicity in the methanol extract of F. goudotiana was observed, which proved to be toxic up to a concentration of 5 µg mL-1. The presence of antifungal principles was observed in the F. hirsuta and F. paraensis against four tested fungi. In the evaluation of the antioxidant activity, the methanol extracts showed greater activity than the dichloromethanic ones, being similar the obtained result through both methods (reduction of DDPH and ABTS decolorization) . The results create possibilities for future researches related to the structure and activity of the components of each active extract.