Vanessa Palermo Bolsoni
No dia 18 de abril de 2017, no Instituto de Botânica de São Paulo, foi realizada a defesa da dissertação de mestrado pela aluna Vanessa Palermo Bolsoni, intitulada “Compostos orgânicos voláteis (COV) emitidos por espécies vegetais da Mata Atlântica sob alto ozônio”. O trabalho foi avaliado e aprovado pela banca examinadora composta pela presidente e orientadora Profa. Dra. Silvia Ribeiro de Souza (Núcleo de Pesquisa em Ecologia, Instituto de Botânica) e pelos pesquisadores Prof. Dr. Gustavo Muniz Dias (Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC) e Profa. Dra. Regina Maria de Moraes (Núcleo de Pesquisa em Ecologia, Instituto de Botânica).
Compostos orgânicos voláteis (COV) emitidos por espécies vegetais da Mata Atlântica sob alto ozônio
ABSTRACT
The plants emit a significant amount of volatile organic compounds (VOCs) that are very important chemically and biologically in the environment. The amount of VOC emitted under future climate change is of great concern because it affects climate and ecological interactions. In addition, the role of VOC as precursors of the photochemical processes occurring in the atmosphere is well known, being one of the main actors in the production of particles and ozone in the troposphere. Therefore, this study aimed to characterize the volatiles produced constitutively and as a result of the exposure to ozone by young plants of Croton floribundus Spreng., Piptadenia gonoacantha (Mart.) J.F. Macbr., and Astronium graveolens Jacq., in order to evaluate the action of ozone in the profile and emission rate of the volatiles produced by these plant species, in order to verify if constitutive and induced volatiles are recognized as important for ecological interactions and for atmospheric photochemical processes. Seedlings of the three plant species were purchased in commercial nursery, transplanted and accommodated for a month in a greenhouse with filtered air, located at the Botany Institute of São Paulo-SP. The treatments were filtered air (AF) and filtered air enriched with a dose of 80 ppb of ozone for 2 (AF + 2dO3) and 4 (AF + 4dO3) days of exposure. The volatiles sampled constitutively and as a result of exposure to ozone were desorbed in nitrogen gas by thermal desorption system, Perkin Helmer Turbo matrix 650 ATD and automatically analyzed in gas chromatography coupled to the mass spectrometer (CG-MS). It was identified 25 compounds for constitutive samples and 49 compounds for those induced by ozone, including the three plant species. The constitutives were discriminated in chemotypes due to the emission of distinct compounds and markers for each species, with predominance of the monoterpene β-Mircene and the sesquiterpene Farnesane for Astronium graveolens, the monoterpene β-ocimene and the sesquiterpene γ-Elemene, in addition to the green leaf volatile 3-Hexen-1-ol for Croton floribundus, and green leafy volatiles such as 3-hexen-1-ol and Hexanal, also the methyl salicylate for Piptadenia gonoacantha. When submitted to exposure to ozone, plant species presented different responses. A. graveolens and C. floribundus responded significantly to ozone treatments, emitting compounds induced by the action of this pollutant, such as β-Mircene, Benzaldehyde, Nonanal, γ-Murolene, Decanal and Geranylacetone for A. graveolens, and the compounds Benzaldehyde, Trans-β-ionone, Decanal, 3-Hexen-1-ol (Z), Hexanal, Methyl salicylate, γ-Elemene and (-) – β-Bourbonene for C. floribundus. P. gonocantha did not present a defense response from the perspective of volatile compounds. The main VOCs found in the three species of plants studied are highly relevant to the environment, in addition to conferring an indicative potential of tolerance of these species to stress of abiotic origin.
Keywords: native species, volatile organic compounds, constitutives, ozone
RESUMO
As plantas emitem uma quantidade significativa de compostos orgânicos voláteis (COV) que apresentam suma importância química e biológica no meio ambiente. A quantidade de COV emitida sob as mudanças climáticas futuras é de grande preocupação por afetar o clima e as interações ecológicas. Além disso, é bem conhecido o papel dos COV como precursores dos processos fotoquímicos ocorridos na atmosfera, sendo eles um dos principais atores na produção de partículas e ozônio na troposfera. Portanto, este estudo visou caracterizar os voláteis produzidos constitutivamente e em decorrência da exposição ao ozônio, por indivíduos jovens de Croton floribundus Spreng., Piptadenia gonoacantha (Mart.) J.F Macbr., e Astronium graveolens Jacq., a fim de avaliar a ação do ozônio no perfil e na taxa de emissão dos voláteis produzidos por essas espécies vegetais, visando verificar se os voláteis constitutivos e induzidos são reconhecidamente importantes para as interações ecológicas e para os processos fotoquímicos atmosféricos. Mudas das três espécies vegetais foram adquiridas em viveiro comercial, transplantadas e acomodadas por um mês em casa de vegetação com ar filtrado, situada no Instituto de Botânica de São Paulo-SP. Foram realizados os tratamentos ar filtrado (AF) e ar filtrado enriquecido com uma dose de 80 ppb de ozônio durante 2 (AF+2dO3) e 4 (AF+4dO3) dias de exposição. Os voláteis amostrados constitutivamente e em decorrência da exposição foram dessorvidos em nitrogênio gasoso por sistema de dessorção térmica, Turbo matrix 650 ATD da Perkin Helmer, e automaticamente analisados em cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas (CG-MS). Foram identificados 25 compostos para as amostras constitutivas e 49 compostos para os induzidos pelo ozônio, incluindo as três espécies vegetais. Os constitutivos foram discriminados em quimiotipos devido à emissão de compostos distintos e marcadores para cada espécie, com predominância do monoterpeno β-Mirceno e o sesquiterpeno Farnesano para Astronium graveolens, o monoterpeno β-ocimeno e o sesquiterpeno γ-Elemeno, além do volátil de folhas verdes 3-Hexen-1-ol para Croton floribundus, e os voláteis de folhas verdes como 3-hexen-1-ol e Hexanal, ainda o Metil salicilato para Piptadenia gonoacantha. Quando submetidas à exposição ao ozônio, as espécies vegetais apresentaram respostas diferenciadas. A. graveolens e C. floribundus responderam de forma significativa aos tratamentos com ozônio, emitindo compostos induzidos pela ação desse poluente, como por exemplo o β-Mirceno, Benzaldeído, Nonanal, γ-Muroleno, Decanal e Geranil acetona para A. Graveolens, e os compostos Benzaldeído, Trans-β-Ionone, Decanal, 3-Hexen-1-ol (Z), Hexanal, Metil salicilato, γ-Elemeno e (-)-β-Bourboneno para C. floribundus. Já P. gonocantha não apresentou uma resposta de defesa sob a perspectiva dos compostos voláteis. Os principais COV encontrados nas três espécies vegetais em estudo apresentam alta relevância ecológica, além de conferirem potencial indicativo de tolerância destas espécies frente ao estresse de origem abiótica.
Palavras-chave: espécies nativas, compostos orgânicos voláteis, constitutivos, ozônio
Vanessa Palermo Bolsoni
Compostos orgânicos voláteis (COV) emitidos por espécies vegetais da Mata Atlântica sob alto ozônio
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