Cultura de meristemas, identificação de bactéria endofítica e determinação de compostos polares de gemas de erva-mate (Ilex paraguariensis A.ST-HIL.)

Orientador : Profª. Drª. Marguerite G. G. QuoirinCo-orientador : Profª. Drª. Juliana Degenhardt-GoldbachDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 03/03/2016Inclui referênciasÁrea de concentração: Produção vegetalResumo: A erva-mateé uma planta nativa do Brasil de grande importância econômica para a região sul do país. Suas folhas servem de matéria prima para produção de bebidas como chá mate, tererê e chimarrão,entre outros produtos. A propagação sexuada da espécie apresenta problemas decorrentes da dormência embrionária das sementes e baixo poder germinativo. A propagação vegetativa, via estaquia também enfrenta dificuldades de enraizamento de material adulto, sendo necessário rejuvenescimento para obtenção de bons resultados com esta técnica. Assim, a micropropagação é uma alternativa para obtenção de um grande número de plantas, a partir de material vegetal selecionado por programas de melhoramento genético. O objetivo deste trabalho foi o estabelecimento in vitro de meristemas de erva-mate, assim como,identificação de bactéria endofítica isolada destes explantes e determinação de metabólitos polares de gemas no momento da coleta, utilizando material vegetal de clones elite denominados F1, F2, A03 e A07. Primeiro foram estudados o efeito do meio de cultura (MS, 1/2MS, 1/4MS e WPM), clone (F1, F2, A03, A07), concentrações do antioxidante carvão ativado (1, 2 e 3 g.L-1), de citocininas (cinetina, BAP e 2iP) e do agente desinfestante (hipoclorito de sódio e cloreto de mercúrio) no estabelecimento in vitro de meristemas.Como resultados, aponta-se ser osclonesF1e F2 os mais responsivo sem cultura de meristemas, o meio de cultura WPM adicionado de 8,8 µM de 2iP, 0,2 µM de ANA e 3g.L-1 de carvão ativado o mais indicado para o estabelecimento in vitro do clone F1. Não foi observado efeito fitotóxico significativo dos agentes desinfestantes testados.Em seguida isolou-se uma bactéria endofíticado meristema que foi identificada como sendo Agrobacterium larrymoorei.Numa segunda etapa, foram estudados os metabólitos extraídos de gemas de erva-mate. Para tal, foram utilizadas gemas recém-coletada se, após extração dos compostos e derivatização, as amostras foram analisadas utilizando cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massa. As análises apontaram presença de ácidos fenólicos como ácido caféico e ácido clorogênico, além de monossacarídeos como glicose, frutose e ribose; açúcares álcoois como manitol e inositol e dissacarídeos como maltose e sacarose. Em conclusão, foipossível o estabelecimento de meristemas de erva mate in vitroe a bactéria endofítica A.larrymoorei isolada do meristema foi identificada pela primeira vez em erva-mate. Além disso, há diferenças entre os compostos presentes nas gemas dos genótipos avaliados foi formulada uma hipótese para explicar essas diferenças:os clones podem estar estressados no sistema semi-hidropônico.O clone F1, caso seja introduzido in vitro,seria o genótipo com maior dificuldade de estabelecimento devido à maior concentração de ácidos caféico e clorogênico nas gemas.Abstract: Yerba mate is native to Brazil and has a great economic importance in the south of the country. Its leaves serve as raw material for the production of beverages such as mate tea, mate and terere, among other products. The sexual propagation of the species faces problems arising from embryonic seed dormancy and low germination. Vegetative propagation via cuttings also faces difficulties of rooting of adult material, requiring rejuvenation to obtain good results. Thus, the micropropagation is an alternative for obtaining a large number of plants from material selected by breeding programs. The objective of this study was the in vitro establishment of yerba mate shoot meristems, as well as the identification of an endophytic bacteria isolated from these explants and determination of polar metabolites in buds at the time of collection, using plant material from elite clones called F1, F2, A03 and A07. First we studied the effect of culture medium (MS, ½ MS, ¼ MS and WPM ), clone (F1, F2, A0, A07 ), concentrations of activated charcoal (01, 2, 3 g.L-1), cytokinins (kinetin, BAP and 2iP) and disinfectant (sodium hypochlorite and mercury chloride) for in vitro establishment of shoot meristems. As a result, the most responsive clones for meristem culture were F1 and F2; the WPM culture medium supplemented with 8.8 uM 2iP, 0.2 uM NAA and 3 g.L-1 activated charcoal was the most suitable for the in vitro establishment of F1 clone. There was no significant phytotoxic effect of the tested disinfecting agents. Furthermore, we identified an endophytic bacteria isolated from the meristem: Agrobacterium larrymoorei. In a second step, the extracted metabolites of yerba mate buds were studied. For this purpose, freshly collected buds were used and, after extraction and derivatization of the compounds, the samples were analysed using a gas chromatograph coupled to a mass spectrometer. The analysis indicated the presence of phenolic acids such as caffeic and chlorogenic acids, monosaccharides such as glucose, fructose and ribose; disaccharides such as maltose and sucrose and sugar alcohols such as mannitol and inositol.. In conclusion, the establishment in vitro of shoot meristems of yerba mate was possible and for the first time, the endophytic bacteria A. larrymoorei was isolated from shoot meristems of yerba mate. Moreover, differences between the compounds present in the buds of different genotypes were confirmed, and a hypothesis was formulated to explain these differences, according which the clones may be stressed in a semi- hydroponic system. F1 clone, when introduced in vitro, would be the genotype more difficult to establish due to the higher concentration of caffeic and chlorogenic acids present in the buds

Efectos de ácido indolbutírico, posiciones de estacas de tallo y sustratos sobre la propagación vegetativa de Stevia rebaudiana Bertoni

1 recurso en línea (páginas 202-211)Stevia rebaudiana Bertoni es una especie de alta importancia económica debido a la producción de edulcorantes naturales con bajo valor calórico. La producción de semillas de esta especie es irregular y las técnicas de micropropagación aumentan el costo de la producción de plántulas. Por lo tanto, este trabajo tuvo como objetivo optimizar la propagación vegetativa de un genotipo brasileño de esta especie a través de estacas de tallo. El material vegetal se recogió de plantas maduras con 1 año de edad. Se realizaron dos experimentos para determinar la mejor concentración de ácido indolbutírico (IBA) para mejorar el enraizamiento y evaluar la interacción entre la posición de corte del tallo (apical, mediana y basal) y sustratos (Tropstrato HT®, vermiculita y mezcla de vermiculita y Tropstrato HT®). Las estacas de tallos se vieron afectadas por las concentraciones de IBA. Se recomienda la aplicación de 710 mg L-1 de IBA para mayores porcentajes de enraizamiento. Las estacas de tallos de la región apical de las plantas mostraron mayor porcentaje de enraizamiento que las medianas y basales (medias de 70, 45,8 y 7,5%, respectivamente). Se observaron resultados similares para el número, longitud y masa de raíz fresca y seca. El sustrato Tropstrato HT® promovió mayores porcentajes de enraizamiento de las estacas de tallo y menor mortalidad en comparación con la vermiculita.Stevia rebaudiana Bertoni is a species with high economic importance because of the production of natural sweeteners with a low caloric value. The seed production of this species is irregular and micropropagation techniques raise the cost of seedling production. Thus, this study aimed to optimize the vegetative propagation of a Brazilian accession of this species through stem cuttings. The plant material was collected from one-year-old mature plants. Two experiments were carried out to determine the best indolebutyric acid (IBA) concentration to improve rooting and to evaluate the interaction between the stem cutting position (apical, medium and basal) and substrates (Tropstrato HT®, vermiculite, and vermiculite/Tropstrato HT® mixture). The rooting of the stem cuttings was affected by the IBA concentrations. The application of 710 mg L-1 was recommended for higher rooting percentages. The stem cuttings from the apical branch region had higher rooting percentages than the medium and basal areas (means of 70, 45.8 and 7.5%, respectively). Similar results were observed for the root numbers, root lengths and root fresh and dry mass. The substrate Tropstrato HT® promoted higher rooting percentages and lower mortality than vermiculite.Bibliografía y webgrafía: páginas 210-21

Bacillus megaterium: bacteria endofítica de callos de Ilex paraguariensis con actividad de promoción del crecimiento

Los microorganismos endófitos viven dentro de plantas sanas y su aislamiento e identificación pueden favorecer las aplicaciones biotecnológicas. Los microorganismos endofíticos fueron encontrados en callos de Ilex paraguariensis cultivados in vitro durante cinco meses. Se usó la secuenciación de la región 16S rRNA para identificar dos aislados como Bacillus megaterium. La presencia de células bacterianas en los espacios intercelulares de los cultivos de callos se detectó mediante análisis ultraestructurales. Los aislamientos también se evaluaron para la producción de ácido indol acético (AIA) y su potencial en la promoción del crecimiento de las plántulas de Phaseolus vulgaris L. La síntesis de ácido AIA en presencia y ausencia de L-triptófano se detectó por análisis colorimétrico para ambos aislamientos. En presencia de extractos de las cepas IPC06 e IPC07, las plántulas de P. vulgaris crecieron más rápido en comparación con las plantas control sin el extracto en pruebas in vitro.Palabras clave: yerba mate, 16S rRNA, secuenciación, cultivo de tejido

Brown seaweed extract enhances rooting and roots growth on Passiflora actinia Hook stem cuttings

Passiflora actinia Hook (common name: ‘maracujá do mato’) is an important medicinal species due to significant sedative and anxiolytic activities. In order to commercially exploit the plant, however, studies on propagation to improve rooting in stem cuttings are needed. The present study was designed to evaluate the effect of the brown seaweed (Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol.) extract when applied on P. actinia stem cuttings bases. Five concentrations of the extract in distilled water were evaluated: 0% (pure distilled water), 10%, 20%, 30% and 40%. The experimental design was completely randomized with 4 repetitions and 12 cuttings per experimental unit. Cuttings were evaluated 45 days from planting. Data were analyzed through polynomial regression analysis and Pearson’s correlation coefficients were calculated for all the variables. On average, 51.27% rooting was achieved. Rooting percentage increased linearly according to the brown seaweed extract concentrations. When compared to the control treatment, about 10% increase in rooting was observed at the treatment with 40% seaweed extract. Leaf retention response to A. nodosum increasing concentrations was also adjusted in a positive linear model. A 15.6% increase in leaf retention was observed at the 40% seaweed concentration when compared to the control. Positive correlations were observed for leaf retention and rooting percentage and leaf retention and roots length. The immersion of P. actinia stem cuttings bases in A. nodosum extract at a concentration of 40% promote positive effects on rooting and facilitate the species propagation

Adubação nitrogenada na miniestaquia de erva-mate

Este estudo objetivou avaliar a influência de doses de nitrogênio, em solução nutritiva, na rizogênese de miniestacas de dois clones de Ilex paraguariensis coletadas em diferentes épocas do ano. As minicepas (clones EC22 e EC40) foram conduzidas em sistema semi-hidropônico, recebendo via gotejamento solução com macro e micronutrientes com cinco doses de nitrogênio, sendo elas: 104, 206, 380, 760 e 1142 mg L-1. As brotações foram coletadas em quatro épocas do ano, sendo preparadas miniestacas com 8 ± 1 cm, mantendo de 2 a 3 folhas inteiras na porção superior. Após tratamento com IBA (3000 mg L-1), as miniestacas foram plantadas em tubetes contendo substrato comercial e permaneceram em casa de vegetação com temperatura e umidade controladas. Após 120 dias do plantio foram avaliados enraizamento, número médio de raízes/miniestaca, comprimento médio de raízes, miniestacas vivas e mortas, presença de calos, miniestacas com raiz e calo, emissão de novas brotações e manutenção de folhas. Houve influência dos fatores para todas as variáveis analisadas, sendo que os clones responderam de maneiras distintas às doses de nitrogênio em cada coleta, indicando a importância das condições ambientais e nutricionais nas quais as minicepas são mantidas. Recomenda-se a aplicação de 104 a 380 mg L-1 de nitrogênio na solução nutritiva e maiores estudos são necessários para o entendimento da influência das épocas do ano sobre genótipos de erva-mate

Adubação nitrogenada na miniestaquia de erva-mate

Este estudo objetivou avaliar a influência de doses de nitrogênio, em solução nutritiva, na rizogênese de miniestacas de dois clones de Ilex paraguariensis coletadas em diferentes épocas do ano. As minicepas (clones EC22 e EC40) foram conduzidas em sistema semi-hidropônico, recebendo via gotejamento solução com macro e micronutrientes com cinco doses de nitrogênio, sendo elas: 104, 206, 380, 760 e 1142 mg L-1. As brotações foram coletadas em quatro épocas do ano, sendo preparadas miniestacas com 8 ± 1 cm, mantendo de 2 a 3 folhas inteiras na porção superior. Após tratamento com IBA (3000 mg L-1), as miniestacas foram plantadas em tubetes contendo substrato comercial e permaneceram em casa de vegetação com temperatura e umidade controladas. Após 120 dias do plantio foram avaliados enraizamento, número médio de raízes/miniestaca, comprimento médio de raízes, miniestacas vivas e mortas, presença de calos, miniestacas com raiz e calo, emissão de novas brotações e manutenção de folhas. Houve influência dos fatores para todas as variáveis analisadas, sendo que os clones responderam de maneiras distintas às doses de nitrogênio em cada coleta, indicando a importância das condições ambientais e nutricionais nas quais as minicepas são mantidas. Recomenda-se a aplicação de 104 a 380 mg L-1 de nitrogênio na solução nutritiva e maiores estudos são necessários para o entendimento da influência das épocas do ano sobre genótipos de erva-mate

Cultura de meristemas, identificação de bactéria endofítica e determinação de compostos polares de gemas de erva-mate (Ilex paraguariensis A.ST-HIL.)

Orientador : Profª. Drª. Marguerite G. G. QuoirinCo-orientador : Profª. Drª. Juliana Degenhardt-GoldbachDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 03/03/2016Inclui referênciasÁrea de concentração: Produção vegetalResumo: A erva-mateé uma planta nativa do Brasil de grande importância econômica para a região sul do país. Suas folhas servem de matéria prima para produção de bebidas como chá mate, tererê e chimarrão,entre outros produtos. A propagação sexuada da espécie apresenta problemas decorrentes da dormência embrionária das sementes e baixo poder germinativo. A propagação vegetativa, via estaquia também enfrenta dificuldades de enraizamento de material adulto, sendo necessário rejuvenescimento para obtenção de bons resultados com esta técnica. Assim, a micropropagação é uma alternativa para obtenção de um grande número de plantas, a partir de material vegetal selecionado por programas de melhoramento genético. O objetivo deste trabalho foi o estabelecimento in vitro de meristemas de erva-mate, assim como,identificação de bactéria endofítica isolada destes explantes e determinação de metabólitos polares de gemas no momento da coleta, utilizando material vegetal de clones elite denominados F1, F2, A03 e A07. Primeiro foram estudados o efeito do meio de cultura (MS, 1/2MS, 1/4MS e WPM), clone (F1, F2, A03, A07), concentrações do antioxidante carvão ativado (1, 2 e 3 g.L-1), de citocininas (cinetina, BAP e 2iP) e do agente desinfestante (hipoclorito de sódio e cloreto de mercúrio) no estabelecimento in vitro de meristemas.Como resultados, aponta-se ser osclonesF1e F2 os mais responsivo sem cultura de meristemas, o meio de cultura WPM adicionado de 8,8 µM de 2iP, 0,2 µM de ANA e 3g.L-1 de carvão ativado o mais indicado para o estabelecimento in vitro do clone F1. Não foi observado efeito fitotóxico significativo dos agentes desinfestantes testados.Em seguida isolou-se uma bactéria endofíticado meristema que foi identificada como sendo Agrobacterium larrymoorei.Numa segunda etapa, foram estudados os metabólitos extraídos de gemas de erva-mate. Para tal, foram utilizadas gemas recém-coletada se, após extração dos compostos e derivatização, as amostras foram analisadas utilizando cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massa. As análises apontaram presença de ácidos fenólicos como ácido caféico e ácido clorogênico, além de monossacarídeos como glicose, frutose e ribose; açúcares álcoois como manitol e inositol e dissacarídeos como maltose e sacarose. Em conclusão, foipossível o estabelecimento de meristemas de erva mate in vitroe a bactéria endofítica A.larrymoorei isolada do meristema foi identificada pela primeira vez em erva-mate. Além disso, há diferenças entre os compostos presentes nas gemas dos genótipos avaliados foi formulada uma hipótese para explicar essas diferenças:os clones podem estar estressados no sistema semi-hidropônico.O clone F1, caso seja introduzido in vitro,seria o genótipo com maior dificuldade de estabelecimento devido à maior concentração de ácidos caféico e clorogênico nas gemas.Abstract: Yerba mate is native to Brazil and has a great economic importance in the south of the country. Its leaves serve as raw material for the production of beverages such as mate tea, mate and terere, among other products. The sexual propagation of the species faces problems arising from embryonic seed dormancy and low germination. Vegetative propagation via cuttings also faces difficulties of rooting of adult material, requiring rejuvenation to obtain good results. Thus, the micropropagation is an alternative for obtaining a large number of plants from material selected by breeding programs. The objective of this study was the in vitro establishment of yerba mate shoot meristems, as well as the identification of an endophytic bacteria isolated from these explants and determination of polar metabolites in buds at the time of collection, using plant material from elite clones called F1, F2, A03 and A07. First we studied the effect of culture medium (MS, ½ MS, ¼ MS and WPM ), clone (F1, F2, A0, A07 ), concentrations of activated charcoal (01, 2, 3 g.L-1), cytokinins (kinetin, BAP and 2iP) and disinfectant (sodium hypochlorite and mercury chloride) for in vitro establishment of shoot meristems. As a result, the most responsive clones for meristem culture were F1 and F2; the WPM culture medium supplemented with 8.8 uM 2iP, 0.2 uM NAA and 3 g.L-1 activated charcoal was the most suitable for the in vitro establishment of F1 clone. There was no significant phytotoxic effect of the tested disinfecting agents. Furthermore, we identified an endophytic bacteria isolated from the meristem: Agrobacterium larrymoorei. In a second step, the extracted metabolites of yerba mate buds were studied. For this purpose, freshly collected buds were used and, after extraction and derivatization of the compounds, the samples were analysed using a gas chromatograph coupled to a mass spectrometer. The analysis indicated the presence of phenolic acids such as caffeic and chlorogenic acids, monosaccharides such as glucose, fructose and ribose; disaccharides such as maltose and sucrose and sugar alcohols such as mannitol and inositol.. In conclusion, the establishment in vitro of shoot meristems of yerba mate was possible and for the first time, the endophytic bacteria A. larrymoorei was isolated from shoot meristems of yerba mate. Moreover, differences between the compounds present in the buds of different genotypes were confirmed, and a hypothesis was formulated to explain these differences, according which the clones may be stressed in a semi- hydroponic system. F1 clone, when introduced in vitro, would be the genotype more difficult to establish due to the higher concentration of caffeic and chlorogenic acids present in the buds

Bioactive compounds of yerba mate according to genotype, nitrogen fertigation and drying methods and acceptance of mate tea by consumers

Orientador: Dr. Cícero DeschampsCoorientadores: Dr. Ivar Wendling, Dr. Cristiane Helm, Dr. Volnei PaulettiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 13/05/2020Inclui referênciasÁrea de concentração: Produção VegetalResumo: Ilex paraguariensis A. St.-Hil é uma espécie arbórea, nativa e cultivada no Brasil. Popularmente é conhecida por erva-mate e apresenta importância econômica, ambiental, social e cultural para região Sul. Tradicionalmente as folhas secas são matéria prima para o preparo de bebidas conhecidas como chimarrão e tereré. Nos últimos anos, a erva-mate tem ganhado destaque mundial com produtos diferenciados na linha de bebidas, alimentos, cosméticos e diversos outros produtos manufaturados. A visibilidade da cultura se deve aos compostos bioativos presentes nas suas folhas, benéficos para a saúde humana. Dentre eles destacam-se as metilxantinas (e.g. cafeína e teobromina) e os ácidos cafeoilquínicos da classe dos compostos fenólicos. Todavia, o teor desses compostos é alterado por muitos fatores (e.g. ambientais, genéticos, processamento). Tendo em vista a demanda de mercado por produtos à base de mate, incluindo o chá mate, métodos alternativos de secagem das folhas é uma demanda crescente, assim como, a aceitação dos produtos desenvolvidos por esses novos processos. Com isso, no capítulo 1 foram testados os métodos tradicionais de secagem das folhas (secador rotativo e esteira) e alternativos (secadores a 40, 60 e 80°C, liofilizador e microondas) na alteração do teor dos compostos bioativos, características nutricionais, capacidade antioxidante e coloração. No capítulo 2 as folhas secas em todos os métodos supracitados foram tostadas e utilizadas no preparado de chá mate quente e gelado para verificação da aceitação do consumidor. Os resultados confirmam que o microondas é uma alternativa eficiente tecnicamente de secagem das folhas do mate e a aceitação do chá mate foi satisfatória para essa tecnologia de secagem. Nos capítulos 3 e 4 foi proposto um novo sistema de cultivo (semi-hidropônico) visando a produção de folhas ao longo do ano todo e maior controle do perfil fitoquímico. Para tanto, foram testados dois genótipos (EC22 e EC40), doses de nitrogênio (D1-114, D2-206, D3-380, D4-760 e D5-1142 mg.L-1), tipo de folha (jovem e madura) e sazonalidade (11 colheitas durante dois anos de cultivo). Os resultados de produtividade (capítulo 3) demonstraram não haver diferença na produtividade de folhas jovens e maduras e confirmaram a superioridade do genótipo EC40 na utilização do N, uma vez que, a dose ideal foi D1-114 mg.L-1 ao passo que para EC22 foi 206 mg.L-1. Em relação a sazonalidade, pouca oscilação foi observada ao longo das colheitas, confirmando o potencial do sistema em termos de produção contínua. No capítulo 4, seguiu-se a mesma condução e tratamentos do capítulo 3, entretanto foram avaliados os teores dos compostos bioativos (cafeína, teobromina, ácido 3-cafeoilquínico, ácido 4-cafeoiquínio, ácido 5- cafeoilquínino, compostos fenólicos totais) e a capacidade antioxidante frente aos radicais ABTS e DPPH. Com base nos resultados, conclui-se haver influência da sazonalidade no teor dos compostos e capacidade antioxidante, sendo o genótipo EC40 superior ao EC22 para todas as variáveis analisadas. Comportamento diferencial foi verificado na síntese das metilxantinas, sendo o genótipo EC40 superior em termos de cafeína e EC22 superior em termos de teobromina. A dose de nitrogênio influenciou no teor dos compostos, sendo que, a maior dose (D5-1142 mg.L-1) correspondeu ao teor elevado de metilxantinas totais, cafeína e teobromina para ambos os genótipos; já para os ácidos cafeoilquínicos, resposta inversa foi observada. De modo geral essa pesquisa trouxe inovação em termos de processo de secagem e cultivo da erva-mate, assim como, maior compreensão dos fatores que afetam os compostos bioativos de interesse presentes nas folhas da espécie. Sendo, portanto, um trabalho inédito e com vasto potencial de continuidade em pesquisas futuras. Palavras-chave: Ilex paraguariensis. Cafeína. Sistema semi-hidropônico. Compostos fenólicos. Ácidos cafeoilquínicos.Abstract: Ilex paraguariensis A. St.-Hil is a tree species, native and cultivated in Brazil. It is popularly known as yerba mate and has economic, environmental, social and cultural importance for the Southern region. Traditionally, species dry leaves are used to prepare drinks known as "chimarrão" and "tereré". In the last years, it has received more attention because of the potential for production of differentiated products like drinks, food and cosmetics. The visibility of the crop is due to the bioactive compounds present in the mate leaves that are beneficial to human health. The main compounds belong to methylxanthines (e.g. caffeine and theobromine) and phenolic (caffeoylquinic acids) classes. However, the content of these compounds is altered by many factors (e.g. environmental, genetic, processing). In view of the market demand for new products based on mate, including mate tea, the development of alternative methods of leaf drying is very important ensure the quality of the raw material as well as the acceptance of the products generated by these processes. In chapter 1, the traditional methods of leaf drying (rotative dryer and conveyor dryer) and alternative (dryers at 40, 60 and 80 ° C, freeze dryer and microwave oven) were tested on the content of the bioactive compounds, nutritional characteristics, antioxidant capacity and coloring. In chapter 2, the leaves dried in all methods above mentioned were toasted and used in the prepared hot and iced mate tea to verify the consumer acceptance. The results of the first two chapters showed that the microwave oven represents an efficient alternative for drying mate leaves and the acceptance of mate tea was also satisfactory using this drying technology. In chapters 3 and 4, a new cultivation system (semi-hydroponic) which would allow the leaf production throughout the year and the monitoring of the phytochemical profile was evaluated. Two genotypes (EC22 and EC40) were compared in relation to the effect of nitrogen dose (D1- 114, D2-206, D3-380, D4-760 and D5-1142 mg.L-1), leaf type (young an mature) and seasonality (11 harvests during two years of cultivation). Production results of both genotypes (chapter 3) demonstrated no difference in the production of young and matures leaves, but the EC40 genotype was more efficient in the nitrogen use since the D1 ideal dose was -114 mg.L- 1 and 206 mg.L-1 for EC22. In terms of seasonality, there was little variation over time, which confirm the system potential for continuous leaf production. In chapter 4, the same system and treatments as mentioned for chapter 3 were compared for both genotypes in relation to the the bioactive compound contents(caffeine, theobromine, 3-caffeoylquinic acid, 4- caffeoylquinic acid, 5-caffeoylquinic acid, total phenolic compounds) and the antioxidant capacity by ABTS and DPPH radicals. Based on the results, we conclude that of the seasonality affects the content of the compounds and antioxidant capacity, with the EC40 genotype being superior to the EC22 for all analyzed variables. Different results were verified for the methylxanthines accumulation where the caffeine of EC40 genotype was higher than in EC22 genotype, but lower in theobromine content. The nitrogen dose affects the content of the compounds, and the highest dose (1142 mg.L-1) resulted in increase of total methylxanthines, caffeine and theobromine for both genotypes and decrease for caffeoylquinic acids. This research brought innovation for process of drying and cultivation system to yerba mate, as well as a better understanding of the factors that influence the content of bioactive compounds present in species leaf. Therefore, this work is original and present hight potential for future researches. Keywords: Ilex paraguariensis. Caffeine. Semi-hydroponic system. Phenolic compounds. Caffeoylquinic acid

Compostos bioativos e anatomia foliar de morfotipos de erva-mate

The objective of this work was to evaluate the bioactive compounds and foliar anatomy of yerba mate (Ilex paraguariensis) morphotypes. The antioxidant capacity, total phenolic compounds, methylxanthines, and caffeoylquinic acids were determined from the aqueous extract of leaves of the following yerba mate morphotypes: “sassafras”, dark green, dull green, gray, and “peludinha”. Light microscopy and scanning electron microscopy were used to observe the anatomical differentiations. The dark-green morphotype showed the highest contents of caffeine (20.4 mg g-1), differing significantly only from the “peludinha” morphotype (8.8 mg g-1). All morphotypes showed similar and high antioxidant activity (886.0 and 588.1 μmol Trolox equivalent antioxidant activity per gram of sample for ABTS and DPPH, respectively), as well as high total phenolic compounds content (73.9 mg gallic acid equivalent  per gram of sample). Although the anatomy of the leaf mesophyll is similar, the wax deposition and cuticle striation configuration on the adaxial surface differ between all five morphotypes.O objetivo deste trabalho foi avaliar os compostos bioativos e a anatomia foliar de morfotipos de erva-mate (Ilex paraguariensis). A capacidade antioxidante, os compostos fenólicos totais, as metilxantinas e os ácidos cafeoilquínicos foram determinados a partir do extrato aquoso das folhas dos seguintes morfotipos de erva-mate: sassafrás, verde-escuro, verde fosco, cinza e peludinha. A microscopia de luz e a microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para observar a diferenciação anatômica. O morfotipo verde-escuro apresenta os maiores teores de cafeína (20,4 mg g-1) e difere significativamente apenas do morfotipo peludinha (8,8 mg g-1). Todos os morfotipos apresentaram atividade antioxidante semelhante e alta (886,0 e 588,1 μmol de atividade antioxidante equivalente a Trolox por grama de amostra, para ABTS e DPPH, respectivamente) e elevado conteúdo de compostos fenólicos totais (73,9 mg de equivalente a ácido gálico por grama de amostra). Embora a anatomia do mesofilo da folha seja semelhante, a deposição de cera e a configuração do estriamento da cutícula na superfície adaxial diferem entre os cinco morfotipos

<i>Bacillus megaterium</i>: bacteria endofítica de callos de <i>Ilex paraguariensis</i> con actividad de promoción del crecimiento

Los microorganismos endófitos viven dentro de plantas sanas y su aislamiento e identificación pueden favorecer las aplicaciones biotecnológicas. Los microorganismos endofíticos fueron encontrados en callos de Ilex paraguariensis cultivados in vitro durante cinco meses. Se usó la secuenciación de la región 16S rRNA para identificar dos aislados como Bacillus megaterium. La presencia de células bacterianas en los espacios intercelulares de los cultivos de callos se detectó mediante análisis ultraestructurales. Los aislamientos también se evaluaron para la producción de ácido indol acético (AIA) y su potencial en la promoción del crecimiento de las plántulas de Phaseolus vulgaris L. La síntesis de ácido AIA en presencia y ausencia de L-triptófano se detectó por análisis colorimétrico para ambos aislamientos. En presencia de extractos de las cepas IPC06 e IPC07, las plántulas de P. vulgaris crecieron más rápido en comparación con las plantas control sin el extracto en pruebas in vitro. Palabras clave: yerba mate, 16S rRNA, secuenciación, cultivo de tejido