Potencial alelopático dos voláteis de Schinus lentiscifolius March

(Potencial Alelopático Dos Voláteis De Schinus lentiscifolius March.). Entre as diferentes classes de metabólitos secundários das plantas, os terpenóides, substâncias constituintes dos óleos voláteis, estão envolvidos em uma variedade de interações ecológicas, atuando como potentes inibidores da germinação e crescimento de plantas. Neste estudo observou-se a atividade fitotóxica do óleo volátil de Schinus lentiscifolius sobre a germinação da alface e do trevo vermelho. Efeito mais expressivo foi observado sobre o crescimento inicial de plântulas de cebola. Os resultados demonstram a atividade fitotóxica do óleo essencial de S. lentiscifolius e sugere que tais substâncias voláteis possam desempenhar papel importante nas interações dessas plantas com a biota associada, exibindo inclusive efeitos alelopáticos.(Allelopathic Potential of Volatiles From Schinus lentiscifolius March.). Among the different classes of secondary metabolites of plants, terpenoids, substances presents in volatile oils, are involved in a variety of ecological interactions, acting as potent inhibitors of germination and plant growth. In this study we observed the phytotoxic activity of the volatile oil from Schinus lentiscifolius in the germination of lettuce and red clover. More significant effect was observed on the initial growth of onion seedlings. The results show the phytotoxicity of the essential oil of S. lentiscifolius and suggest that these volatile substances can play an important role in the interactions between this plants and the associated plants, exhibiting allelopathic effects. Key words: allelopathy, phytotoxicity, Schinus, volatile oi

Potencial alelopático de duas espécies de Schinus L. (Anacardiaceae)

08

Potencial alelopático dos voláteis de Schinus lentiscifolius March

(Potencial Alelopático Dos Voláteis De Schinus lentiscifolius March.). Entre as diferentes classes de metabólitos secundários das plantas, os terpenóides, substâncias constituintes dos óleos voláteis, estão envolvidos em uma variedade de interações ecológicas, atuando como potentes inibidores da germinação e crescimento de plantas. Neste estudo observou-se a atividade fitotóxica do óleo volátil de Schinus lentiscifolius sobre a germinação da alface e do trevo vermelho. Efeito mais expressivo foi observado sobre o crescimento inicial de plântulas de cebola. Os resultados demonstram a atividade fitotóxica do óleo essencial de S. lentiscifolius e sugere que tais substâncias voláteis possam desempenhar papel importante nas interações dessas plantas com a biota associada, exibindo inclusive efeitos alelopáticos.(Allelopathic Potential of Volatiles From Schinus lentiscifolius March.). Among the different classes of secondary metabolites of plants, terpenoids, substances presents in volatile oils, are involved in a variety of ecological interactions, acting as potent inhibitors of germination and plant growth. In this study we observed the phytotoxic activity of the volatile oil from Schinus lentiscifolius in the germination of lettuce and red clover. More significant effect was observed on the initial growth of onion seedlings. The results show the phytotoxicity of the essential oil of S. lentiscifolius and suggest that these volatile substances can play an important role in the interactions between this plants and the associated plants, exhibiting allelopathic effects. Key words: allelopathy, phytotoxicity, Schinus, volatile oi

Novas abordagens no estudo do potencial alelopático de três espécies de Schinus L.(Anacardiaceae)

Os óleos essenciais de três espécies de Schinus foram avaliados quanto à sua atividade fitotóxica na planta alvo Arabidopsis thaliana. Para esse fim, utilizou-se a abordagem convencional, que avalia o efeito dos aleloquímicos sobre a germinação e o crescimento de plântulas, mas também buscaram-se novas técnicas para compreender o modo de ação dos voláteis, a saber o efeito sobre o enraizamento adventício e a análise da expressão de genes por PCR em tempo real. Adicionalmente, foi realizada a caracterização química dos óleos essenciais por cromatografia gasosa bidimensional, demonstrando que o óleo de S. lentiscifolius é principalmente constituído por sesquiterpenos, enquanto que os de S. molle e S. terebinthifolius apresentam maior quantidade de monoterpenos. Os três óleos essenciais afetaram a porcentagem de germinação, o índice de velocidade de germinação, o crescimento da raiz primária e o crescimento da parte aérea de A. thaliana, mas não apresentaram efeito sobre a expressão dos genes ANP1 e CDKB1;1. Os voláteis também afetaram o processo de enraizamento adventício da planta alvo de uma maneira dose-dependente, afetando o tempo médio de enraizamento e o crescimento da maior raiz adventícia, mas não afetou a porcentagem de enraizamento nem o número de raízes por microestaca. A adição de uma auxina não reverteu os efeitos fitotóxicos induzidos pelos voláteis, mas a adição de uma citocina contribuiu na recuperação do atraso do processo de enraizamento quando os óleos essenciais de S. lentiscifolius e S. molle foram utilizados. Além disso, o Trolox®, um potente antioxidante, contribuiu na recuperação parcial dos efeitos inibitórios causados pelos óleos essenciais, indicando que eles induzem estresse oxidativo. Adicionalmente, foi realizada a detecção histoquímica de peróxido de hidrogênio nas microestacas expostas aos óleos essenciais. Os resultados demonstram que os efeitos fitotóxicos dos voláteis ocorrem por diversos mecanismos, incluindo estresse oxidativo e efeito sobre fitormônios. Esse estudo demonstrou que, devido às diversas técnicas que podem ser aplicadas, A. thaliana é uma espécie útil para ser utilizada em experimentos que avaliem o potencial alelopático de produtos naturais.The essential oils of three Schinus species were evaluated for phytotoxic activity using Arabidopsis thaliana as target species. It was used the conventional approach, evaluating allelochemical effects on seed germination and seedling growth. Additionally, it was also employed new techniques in allelopathic potential area to understand the modes of action of volatiles, as the phytotoxic effects on adventitious rooting and the analysis of expression of genes by RT-qPCR. Furthermore, chemical characterization of essential oils using two-dimensional gas chromatography was carried out. S. lentiscifolius essential oil is mainly composed by sesquiterpenes, whereas S. molle and S. terebinthifolius presented high amounts of monoterpenes. Essential oils affected the germination rate (%), speed of accumulated germination, primary root length and shoot length of A. thaliana. However, the expression of the genes ANP1 and CDKB1; 1 was not affected. Volatiles also interfere on A. thaliana adventitious rooting in a dosedependent manner. Inhibitory effects were observed on mean rooting time and root length. Rooting percentage and number of roots per microcuttings were not affected by volatiles. Addition of an auxin not reversed phytotoxic effects induced by volatiles, but the addition of a cytokinin contributed to A. thaiana recover from the effects on mean rooting time caused by S. lentiscifolius and S. molle essential oils. Furthermore, Trolox®, a potent antioxidant, contributes to the partial recovery of the inhibitory effects caused by essential oils, indicating that volatiles induce oxidative stress. Histochemical detection of hydrogen peroxide after essential oil exposure was also carried out. Results demonstrated that the phytotoxic activity of volatiles may occur by several mechanisms, including oxidative stress and effects on phytohormones. This study also demonstrated A. thaliana is a useful species to be used in allelopathic potential evaluations due to the different techniques that can be applied

Potencial alelopático de duas espécies de Schinus L. (Anacardiaceae)

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Novas abordagens no estudo do potencial alelopático de três espécies de Schinus L.(Anacardiaceae)

Os óleos essenciais de três espécies de Schinus foram avaliados quanto à sua atividade fitotóxica na planta alvo Arabidopsis thaliana. Para esse fim, utilizou-se a abordagem convencional, que avalia o efeito dos aleloquímicos sobre a germinação e o crescimento de plântulas, mas também buscaram-se novas técnicas para compreender o modo de ação dos voláteis, a saber o efeito sobre o enraizamento adventício e a análise da expressão de genes por PCR em tempo real. Adicionalmente, foi realizada a caracterização química dos óleos essenciais por cromatografia gasosa bidimensional, demonstrando que o óleo de S. lentiscifolius é principalmente constituído por sesquiterpenos, enquanto que os de S. molle e S. terebinthifolius apresentam maior quantidade de monoterpenos. Os três óleos essenciais afetaram a porcentagem de germinação, o índice de velocidade de germinação, o crescimento da raiz primária e o crescimento da parte aérea de A. thaliana, mas não apresentaram efeito sobre a expressão dos genes ANP1 e CDKB1;1. Os voláteis também afetaram o processo de enraizamento adventício da planta alvo de uma maneira dose-dependente, afetando o tempo médio de enraizamento e o crescimento da maior raiz adventícia, mas não afetou a porcentagem de enraizamento nem o número de raízes por microestaca. A adição de uma auxina não reverteu os efeitos fitotóxicos induzidos pelos voláteis, mas a adição de uma citocina contribuiu na recuperação do atraso do processo de enraizamento quando os óleos essenciais de S. lentiscifolius e S. molle foram utilizados. Além disso, o Trolox®, um potente antioxidante, contribuiu na recuperação parcial dos efeitos inibitórios causados pelos óleos essenciais, indicando que eles induzem estresse oxidativo. Adicionalmente, foi realizada a detecção histoquímica de peróxido de hidrogênio nas microestacas expostas aos óleos essenciais. Os resultados demonstram que os efeitos fitotóxicos dos voláteis ocorrem por diversos mecanismos, incluindo estresse oxidativo e efeito sobre fitormônios. Esse estudo demonstrou que, devido às diversas técnicas que podem ser aplicadas, A. thaliana é uma espécie útil para ser utilizada em experimentos que avaliem o potencial alelopático de produtos naturais.The essential oils of three Schinus species were evaluated for phytotoxic activity using Arabidopsis thaliana as target species. It was used the conventional approach, evaluating allelochemical effects on seed germination and seedling growth. Additionally, it was also employed new techniques in allelopathic potential area to understand the modes of action of volatiles, as the phytotoxic effects on adventitious rooting and the analysis of expression of genes by RT-qPCR. Furthermore, chemical characterization of essential oils using two-dimensional gas chromatography was carried out. S. lentiscifolius essential oil is mainly composed by sesquiterpenes, whereas S. molle and S. terebinthifolius presented high amounts of monoterpenes. Essential oils affected the germination rate (%), speed of accumulated germination, primary root length and shoot length of A. thaliana. However, the expression of the genes ANP1 and CDKB1; 1 was not affected. Volatiles also interfere on A. thaliana adventitious rooting in a dosedependent manner. Inhibitory effects were observed on mean rooting time and root length. Rooting percentage and number of roots per microcuttings were not affected by volatiles. Addition of an auxin not reversed phytotoxic effects induced by volatiles, but the addition of a cytokinin contributed to A. thaiana recover from the effects on mean rooting time caused by S. lentiscifolius and S. molle essential oils. Furthermore, Trolox®, a potent antioxidant, contributes to the partial recovery of the inhibitory effects caused by essential oils, indicating that volatiles induce oxidative stress. Histochemical detection of hydrogen peroxide after essential oil exposure was also carried out. Results demonstrated that the phytotoxic activity of volatiles may occur by several mechanisms, including oxidative stress and effects on phytohormones. This study also demonstrated A. thaliana is a useful species to be used in allelopathic potential evaluations due to the different techniques that can be applied