Corpo Discente - Egressos
Elisa dos Santos Cardoso
| Título | ANTIMUTAGENICIDADE, ALELOPATIA, CARACTERIZAÇÃO FENOTÍPICA E MOLECULAR DE GENÓTIPOS DE ZINGIBER OFFICINALE R. CULTIVADOS NO ESTADO DE MATO GROSSO | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 30/08/2022 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Visualizar a Tese(4.25MB) | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | Conservação on farm; Diversidade genética; Gengibre; Marcadores moleculares; Metabólitos secundários; Sulfato de cobre pentahidratado | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | Zingiber officinale Roscoe, popularmente conhecido como gengibre, é uma espécie de origem asiática e com distribuição Pantropical utilizada, principalmente, como condimento, embora suas propriedades medicinais sejam exploradas desde a antiguidade, tanto pela medicina popular, como pela indústria farmacêutica. O aroma e a pungência característicos da espécie, bem como suas propriedades medicinais, estão relacionadas à presença de metabólitos secundários, compostos bioativos como terpenos e derivados fenólicos, sendo estes os principais responsáveis por suas propriedades terapêuticas. No Brasil, o cultivo comercial de Z. officinale é realizado, majoritariamente, por agricultores familiares dos estados do Espírito Santo, São Paulo e Paraná, contudo o mesmo é comumente cultivado em quintais rurais e urbanos para consumo próprio, de modo que estes representam uma fonte de recursos genéticos. Nesse contexto, este estudo teve por objetivo: (1) avaliar a atividade antimutagênica e alelopática da espécie, visando a sua utilização como alimento funcional e/ou nutracêutico e também como bioherbicida e/ou biofertilizante; (2) realizar a caracterização molecular e fenotípica, bem como avaliar a diversidade genética e a estrutura populacional de Z. officinale cultivados no Norte Mato-Grossense. Para avaliação do potencial antimutagênico, utilizou-se o teste Allium cepa e os protocolos de pré e pós tratamento, bem como o tratamento simultâneo. Foram avaliadas cinco concentrações de extratos aquosos do tipo infuso e decocto (EAI e EAD), obtidos a partir do rizoma de Z. officinale, e sua ação sobre o ciclo celular de meristemas expostos à solução de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O), conhecido por seu efeito citogenotóxico. Apenas o EAD de Z. officinale exerceu efeito significativo sobre o ciclo celular de A. cepa, apresentando atividade desmutagênica e bioantimuagênica nos três protocolos testados, embora a maior redução de danos celulares tenha sido observada nas células submetidas ao pós-tratamento e ao tratamento simultâneo. Os resultados permitem inferir que o EAD da espécie, comumente utilizado pela medicina popular, pode prevenir ou reduzir danos causados ao DNA, embora sejam necessários mais estudos para que o consumo seja realizado de forma segura e Z. officinale possa ser utilizado como alimento funcional e nutracêutico e na produção de fármacos que atuem na prevenção e/ou tratamento de doenças oriundas de vi processos mutagênicos. A avaliação da atividade alelopática foi realizada em câmara de germinação e em casa de vegetação, utilizando extrato aquoso do tipo decocto (EAD) do rizoma de Z. officinale e duas espécies receptoras: Bidens pilosa (picão preto) e Lactuca sativa (alface). Os resultados apontaram efeito inibitório do EAD de Z. officinale sobre L. sativa e estimulante sobre B. pilosa, de modo que não é recomendada a sua utilização no manejo de espécies espontâneas em hortas domiciliares ou em cultivos orgânicos. Para a caracterização molecular e fenotípica, rizomas e material foliar foram coletados em quatro municípios (Alta Floresta, Apiacás, Nova Mutum e Peixoto de Azevedo). Os rizomas foram cultivados em casa de vegetação e a caracterização fenotípica foi realizada cinco meses após o plantio e após a colheita, utilizando descritores fenotípicos qualitativos e quantitativos. Para a caracterização molecular, foram utilizados oito primers SSR (Simple Sequence Repeat). As análises evidenciaram a diversidade genética do material estudado, apontando que a utilização conjunta de ambos os tipos de caracterização possibilita uma avaliação mais abrangente. A diversidade e estrutura genética de 245 espécimes de Z. officinale coletados em 20 municípios do Norte Mato-Grossense foi estimada a partir de nove primers ISSR (Inter Simple Sequence Repeat). O conjunto de primers foi caracterizado como moderadamente informativo (PIC > 0,25), revelando 97,60% de polimorfismo entre os fragmentos amplificados e, assim, evidenciando a variabilidade genética do material estudado. Os resultados apontam para a diversidade genética entre os espécimes e as populações estudadas, sendo que a variação genética entre as populações é menor do que entre os espécimes. Os resultados dos estudos de caracterização molecular e fenotípica, bem como os de diversidade e estrutura genética, reforçam a importância do cultivo de Z. officinale em quintais urbanos e rurais como forma de conservação on farm. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | Zingiber officinale Roscoe, popularly known as ginger, is a species from Asia with a Pantropical distribution, used mainly as a condiment, although its medicinal properties have been explored since ancient times by folk medicine and the pharmaceutical industry. The characteristic aroma and pungency of the species and its medicinal properties are related to the presence of secondary metabolites, bioactive compounds such as terpenes and phenolic derivatives, which are the main responsible for its therapeutic properties. In Brazil, commercial cultivation of Z. officinale is carried out, in most cases, by family farmers in the states of Espírito Santo, São Paulo and Paraná. However, the species is commonly cultivated in rural and urban backyards for their own consumption, so they represent a source of genetic resources. In this context, this study aimed to: (1) evaluate the antimutagenic and allelopathic activity of the species, focusing on its use as a functional food and nutraceutical and also as a bioherbicide and biofertilizer; (2) carry out molecular and phenotypic characterization, as well as evaluate the genetic diversity and population structure of Z. officinale cultivated in Northern of Mato Grosso state, Brazil. To assess the antimutagenic potential, we used the Allium cepa test and pre and post-treatment protocols, as well as simultaneous treatment. Five concentrations of infused and decocted aqueous extracts (EAI and EAD), obtained from the rhizome of Z. officinale, were evaluated. We also evaluated the action of the extracts on the cell cycle of meristems exposed to copper sulfate pentahydrate solution (CuSO4.5H2O), known for its cytogenotoxic effect. Only the Z. officinale EAD had a significant effect on the cell cycle of A. cepa, presenting demutagenic and bioantimutagenic activity in the three protocols tested. On the other hand, the greatest reduction of cellular damage was observed in cells submitted to post-treatment and simultaneous treatment. The results allow us to infer that the EAD of the species, commonly used by folk medicine, can prevent or reduce DNA damage. However, further studies are necessary for Z. officinale to be used as a functional food and also for the production of nutraceuticals and anticancer drugs. The evaluation of allelopathic activity was carried out in a germination chamber and in a greenhouse, using aqueous extract of the decoction type (EAD) of the rhizome of Z. officinale and two receptor species: Bidens pilosa (black pickle) and Lactuca sativa (lettuce). The results showed an inhibitory effect of the Z. officinale EAD on L. sativa and a stimulant effect on B. pilosa, so its use in the management of spontaneous species in home gardens or in organic cultivation is not recommended. For molecular and phenotypic characterization, rhizomes and leaf material were collected in four municipalities (Alta Floresta, Apiacás, Nova Mutum and Peixoto de Azevedo). The rhizomes were cultivated in a greenhouse and phenotypic characterization was performed five months after planting and after harvesting, using qualitative and quantitative phenotypic descriptors. For molecular characterization, eight SSR (Simple Sequence Repeat) primers were used. The analyses showed the genetic diversity of the material studied, demonstrating that the joint use of both types of characterization allows a more comprehensive evaluation. The diversity and genetic structure of 245 specimens of Z. officinale collected in 20 municipalities in Northern of Mato Grosso state in Brazil was estimated using nine ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) primers. The set of primers was characterized as moderately informative (PIC > 0.25), revealing 97.60% of polymorphism among the amplified fragments and evidencing the genetic variability of the studied material. The results point to the genetic diversity among the specimens and the populations studied, and the genetic variation among populations is smaller than among specimens. The results of molecular and phenotypic characterization studies, as well as those of diversity and genetic structure, reinforce the importance of cultivating Z. officinale in urban and rural backyards as a form of on-farm conservation. | ||||||||||||||||||||||||
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