Calogênese e uso de fatores abióticos e bióticos na produção de metabólitos secundários da Catingueira (poincianella pyramidalis tull.)

Abstract

A Caatinga a alguns anos atrás era dita como um ecossistema pobre no que tange a espécies endêmicas, fato esse que, após diversos estudos, são contestados, mostrando que possui uma rica biodiversidade e altos índices de endemismos. Dentre essas muitas espécies endêmicas, temos a Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz, sinônimo botânico Caesalpinia pyramidalis Tul., conhecida por diversos nomes populares como pau-de-rato, catinga de porco, catingueira, dentre outros. Apresenta diversos usos, dentre um dos mais importantes, o seu uso medicinal que, destaca-se pela produção de compostos bioativos como flavonoides, triterpenos, fenilpropanoides e biflavonóides; sendo este último grupo de bioativos, relativamente raro na família Leguminosae e, na subfamília Caesalpinaceae, onde foi isolado pela primeira vez. No perfil químico dessa espécie já foram identificadas a amentoflavona e agatisflavona pertencentes à classe dos biflavonóides. Fatores tais como, condições geográficas, sazonalidade, ambiente, entre outros, provocam oscilação na concentração de metabólitos secundários e, em árvores da Caatinga, em períodos de seca, a coleta do material vegetal é prejudicada, uma vez que não há frutos, folhas, flores, para extração de metabólitos secundários em qualquer época do ano. Assim, esses aspectos demonstram a necessidade urgente de implementação de programas voltados para a multiplicação, conservação, produção e potencialização dos bioativos de interesse de espécies vivendo nesses ambientes. Diante do exposto, esse trabalho teve como objetivos estabelecer a calogênese in vitro de P. pyramidalis visando construir um protocolo de produção da amentoflavona e agatisflavona, bem como, testar diferentes tipos de fontes de carbono, ausência/presença de luz, acessos e, diferentes concentrações de 2,4-D combinados ao meio de cultivo, no intuito de aumentar a produção de amentoflavona e agatisflavona a partir de cultura de calos de P. pyramidalis. Os estudos mostraram que o 2,4-diclorofenoxiacético induz calos em explantes nodal, foliar e internodal de P. pyramidalis e, que concentrações de 6,28 mg.L-1, 6,49 mg.L-1 e 4,91 mg.L-1 de 2,4-D nos segmentos nodal, internodal e foliar, respectivamente, favorecem a maior formação de calos aos 30 dias. Além disso, pode-se verificar que concentração de 10 mg.L-1 de 2,4-D proporciona ix maior oxidação nos calos aos 30 dias de cultivo, sendo que a maior formação de calos ocorre na concentração de 4,91 mg.L-1 de 2,4-D para o explante foliar aos 30 dias de cultivo in vitro. O acesso de Pernambuco, produz uma maior biomassa (0,1882 g) dos calos de Catingueira. No entanto, em ambos os acessos (BA e PE), a produção de amentoflavona é maior do que da agatisflavona em todos os tratamentos. Pode-se ainda verificar que a maior biomassa em calos de P. pyramidalis ocorre no tratamento com sacarose + 5 mg.L-1 de 2,4-D e, que o período de tempo de 60 dias é ideal para a produção da biomassa em calos de P. Pyramidalis; sendo que Sacarose + 5 mg.L-1 de 2,4-D favorece uma maior produção de amentoflavona (16,44 mg.L-1) e agatisflavona (0,58 mg.L-1). Enquanto que, o tratamento GT3 (Claro – Glicose 30 g.L-1 + 1 mg.L-1 de 2,4-D) é ótimo para a biossíntese de agatisflavona (5,87 mg.L-1) e amentoflavona (6,27 mg.L-1) aos 70 dias após inoculação. A biossíntese da amentoflavona é superior a agatisflavona em todos os tratamentos estudados.

A few years ago, the caatinga was said to be a poor ecosystem with respect to endemic species, a fact that, after several studies, are contested showing that boasts a rich biodiversity and high levels of endemism. Among these many endemic species, Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz, botanical synonymous Caesalpinia pyramidalis Tul., known by several common names as pau-de-rato, catinga de porco, catingueira, among others. This specie has several uses, among the most important, its medicinal use that stands out for the production of bioactive compounds such as flavonoids, triterpenes, phenylpropanoids and bioflavonoids. The latter bioactive group is relatively rare in the Leguminosae family and the subfamily Caesalpinaceae, which was first isolated. In the chemical profile of this specie have been identified amentoflavone and agatisflavone, compounds belonging to the biflavonoid groups. Among other factors, geographical conditions, seasonality, environment cause during dry periods, fluctuation in the concentration of secondary metabolites in the Caatinga trees, and, the collection of plant material is impaired, since there is no fruit, leaves and flowers for extraction of secondary metabolites in any season. These aspects demonstrate the urgent need for implementation of programs for multiplication, conservation, production and enhancement of bioactive interest species living in these environments. Thus, this study aimed to establish the in vitro callus formation of P. pyramidalis in order to build a protocol of amentoflavone and agatisflavone, productions as well as to test different types of carbon sources, absence/presence of light, access and different 2,4-D concentrations to the culture medium combinations to increase the production of amentoflavone and agatisflavone from culture of callus of P. pyramidalis. The studies showed that 2,4-dichlorophenoxyacetic induces callus of P. pyramidalis nodal, leaf and internodal explants, and that 2,4-D concentrations of 6.28 mg.L-1, 6.49 mg.L-1 and 4.91 mg.L-1, in the nodal, internodal and leaf segments, respectively, favor higher callus formation at 30 days. Moreover, it can be seen that 2,4-D concentration of 10 mg.L-1 provides increased oxidation in callus after 30 days of cultivation, and the higher callus formation occurs at a 2,4-D concentration of 4.91 mg.L-1 to the leaf explant at 30 days of in xi vitro culture. The Pernambuco access produces a greater biomass (0.1882 g) of Catingueira calluses. However, in both access (BA and PE), the production of amentoflavone is greater than the agatisflavona in all treatments. It´s also observed that the higher biomass in P. pyramidalis callus occurs upon treatment with sucrose + 2,4-D 5 mg.L-1, and the 60 day time period is optimal for biomass production in P. Pyramidalis calluses; wherein Sucrose + 2,4-D 5 mg.L-1 favors an increased production of amentoflavone (16.44 mg.L-1) and agatisflavone (0.58 mg.L-1). While the GT3 treatment (Light - Glucose 30 mg.L-1 + 2,4-D 1 mg.L-1) is great for agatisflavona biosynthesis (5.87 mg.L-1) and amentoflavone (6,27 mg.L-1) at 70 days after inoculation. The biosynthesis of amentoflavone is greater than agatisflavone in all treatments.