Marco Aurélio Mata Gonçalves Torres
Bambus são gramíneas heliófilas ou de luz seletiva que podem tornam-se espécies dominantes devido à sua alta eficiência competitiva, plasticidade em traços funcionais inibição da regeneração de espécies do subosque. Estudos sugerem que compostos químicos (aleloquímicos) liberados por algumas espécies de bambu interferem na germinação de sementes e no crescimento de plântulas. Este estudo teve o objetivo de determinar a potencial influência da alelopatia na dominância de Apoclada simplex em área de floresta Atlântica, através de análises da fitotoxicidade de extratos e frações, sobre a germinação e crescimento de espécieas agricolas Solanum lycopersicum (tomate), Oryza sativa (arroz) e sementes de espécies nativas de mata Atlântica: Mimosa bimucronata e Erytrina verna. A presença dos ácidos caféico, p-hidroxibenzóico, dihidroxibenzóico, metoxi-benzóico e de luteolina-6-C-glicosil-8-C-arabinosídeo, além de compostos nitrogenados como: 2-benzoxazolinone (BOA), 7-methoxi-2 Benzoxazolinone (MBOA), 2,4-dihydroxi-7-methoxi-(2 H )-1,4-benzoxazin-3(4 H )-one (DIMBOA), 2-acetemidophenoxazin-3-one (AAPO), foram sugeridas por análises via HPLC-DAD, UHPLC-DAD, LC-DAD-ESI-MS e RMN. A presença de compostos já caracterizados como aleloquímicos sugere que a alelopatia pode um dos mecanismos que explica a dominância da espécie nas áreas de floresta.
Identificação e caracterização do potencial alelopático do bambu Apoclada simplex McClure & Smith
ABSTRACT
Bamboos have a large ecological amplitude in response to canopy disturbances, and they may become dominant species due to their abundance as well as their potential effect over the composition rate of forest regeneration. The success of bamboos cannot be explained solely by competition for resources, which suggests other strategies of plant-plant interaction. Recent studies have suggested that chemical compounds (allelochemicals) released by some bamboos affect directly seed germination and seedling growth. Allelopathy is one of the biological mechanisms which plays an important role in the dynamics and structure of vegetation. Although inconsistent, hard evidence shows that chemical induction by endophytic fungi can affect the allelopathic potential of the plants. The release of phenolic compounds in the soil may affect mycorrhizal fungi abundance. The present study was aimed to determine the potential influence of Apoclada simplex in allelopathy dominance within the Atlantic forest area. Phytotoxicity effects over germination and growth of crop species such as Solanum lycopersicum (tomato), Oryza sativa (rice) as well as native seeds from Atlantic forest, namely Mimosa bimucronata and Erytrina verna were based upon analyses of extracts and fractions. Furthermore, chemical properties of the soil were assessed as well as the occurrence or non-occurrence of fungi in A. simplex. Our findings showed phytotoxic activity in the leaf aqueous extract and also dichloromethane (DCM) fractions, ethyl acetate (ActOEt) and n-butanol (n-But) on germination and growth. Analyses suggest the presence of caffeic acid, p-hydroxybenzoic acid, dihydroxybenzoic acid, methoxy benzoic acid, luteolin-6-C-8-C-glucosyl-arabinoside, and nitrogenous compounds such as 2-benzoxazolinone (BOA), 7-methoxy-2 Benzoxazolinone (MBOA), 2,4-dihydroxy-7-methoxy- (2H) -1,4-benzoxazin-3 (4H) -one (DIMBOA); Acetemidophenoxazin-2-3-one (AAPO) in its composition via HPLC-DAD UHPLC-DAD, DAD-LC-ESI-MS and NMR. The p-benzoic acid was the only one detected in the soil. We have identified through DNA sequencing: eight Glomus species, two Aculus species and two specimens of Archaeosporales family colonizing A. simplex roots, besides rhizosphere spores which characterize the species as trophic fungus. However, in order to characterize the interaction between AMF and A. simplex, further investigation is required. The presence of compounds already characterized as allelochemicals suggests that allelopathy can be one of the mechanisms which explain the species dominance in the forest. However, only the identification of such compounds in the soil can corroborate the allelopathic interaction hypothesis.
Keywords: Phytotoxicity, allelochemicals, AMF, HPLC, LC-DAD-ESI-MS
RESUMO
Bambus são gramíneas heliófilas ou de luz seletiva que podem tornam-se espécies dominantes devido à sua alta eficiência competitiva, plasticidade em traços funcionais inibição da regeneração de espécies do subosque. Contudo, somente a competição por recursos não explica o sucesso dos bambus, outras estratégias de interação planta-planta podem ser utilizadas. Estudos sugerem que compostos químicos (aleloquímicos) liberados por algumas espécies de bambu interferem na germinação de sementes e no crescimento de plântulas. A alelopatia é apontada como um dos mecanismos biológicos que desempenha importante papel na estrutura e na dinâmica da vegetação. Alguns trabalhos têm proposto que a produção de aleloquímicos pode estar relacionada a associações simbióticas das plantas com fungos endofíticos. A liberação de alguns compostos fenólicos no solo pode afetar a abundância de fungos micorrízicos arbusculares (FMA). Neste contexto, o presente trabalho teve o objetivo de determinar a potencial influência da alelopatia na dominância de Apoclada simplex em área de floresta Atlântica, através de análises da fitotoxicidade de extratos e frações, sobre a germinação e crescimento de espécieas agricolas Solanum lycopersicum (tomate), Oryza sativa (arroz) e sementes de espécies nativas de mata Atlântica: Mimosa bimucronata e Erytrina verna. Associado a isso, avaliou-se as propriedades químicas do solo e a presença de fungos nas áreas de ocorrência e não ocorrência de A. simplex. Os resultados obtidos mostraram atividade fitotóxica do extrato aquoso de folhas e de suas frações diclorometano (DCM), acetato de etila (ActOEt) e n– butanólica (n-But) na germinação e no crescimento. A presença dos ácidos caféico, p-hidroxibenzóico, dihidroxibenzóico, metoxi-benzóico e de luteolina-6-C-glicosil-8-C-arabinosídeo, além de compostos nitrogenados como: 2-benzoxazolinone (BOA), 7-methoxi-2 Benzoxazolinone (MBOA), 2,4-dihydroxi-7-methoxi-(2 H )-1,4-benzoxazin-3(4 H )-one (DIMBOA), 2-acetemidophenoxazin-3-one (AAPO), foram sugeridas por análises via HPLC-DAD, UHPLC-DAD, LC-DAD-ESI-MS e RMN. O ácido p-benzóico foi o único composto detectado no solo. Foram identificadas, por sequenciamento de DNA, oito espécies de Glomus, duas espécies de Aculus, dois espécimes pertencentes à família Archaeosporales colonizando raízes de A. simplex, além de esporos na rizosfera o que caracterizam a espécie como micotrófica. Entretanto, a relação entre a presença de FMA e A. simplex ainda não pôde ser caracterizada e deve ser investigada. A presença de compostos já caracterizados como aleloquímicos sugere que a alelopatia pode um dos mecanismos que explica a dominância da espécie nas áreas de floresta. Entretanto, somente a identificação destes compostos no solo pode confirmar a hipótese de interação alelopática.
Palavras-chave: Fitotoxicidade; Aleloquímicos; FMA; HPLC; LC-DAD-ESI-MS
Marco Aurélio Mata Gonçalves Torres
Identificação e caracterização do potencial alelopático do bambu Apoclada simplex McClure & Smith
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