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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
“ASPECTOS QUÍMICOS ENVOLVIDOS NAS INTERAÇÕES
DE Citrus COM FITOPATÓGENOS”
Rodrigo Facchini Magnani*
Tese apresentada como parte dos
requisitos para obtenção do título de
DOUTOR EM CIÊNCIAS, área de
concentração: QUÍMICA ORGÂNICA.
Orientador: Prof. Dr. Edson Rodrigues Filho
* bolsista CNPq
São Carlos - SP
2007
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Livros Grátis
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Milhares de livros grátis para download.
Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da
Biblioteca Comunitária/UFSCar
M196aq
Magnani, Rodrigo Facchini.
Aspectos químicos envolvidos nas interações de Citrus
com fitopatógenos / Rodrigo Facchini Magnani. -- São
Carlos : UFSCar, 2008.
145 f.
Tese (Doutorado) -- Universidade Federal de São Carlos,
2007.
1. Microrganismos fitopatogênicos. 2. Fungos
fitopatogênicos. 3. Interação planta-microrganismos. 4.
Espectrometria de massas. 5. Citrus. 6. Cromatografia
líquida. I. Título.
CDD: 547 (20
a
)
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
Centro de Ciências Exatas e de Tecnolorzia
Departamento de Quimica
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Curso de Doutorado
Assinaturas dos membros da banca examinadora que avaliaram e
aprovaram a defesa de tese de doutorado do candidato Rodrigo Facchini
Magnani realizado em 10 de agosto de 2007:
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pro1\Dr.~~d~on'~d~gUeS Filho
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Prof. Dr. Luit-Álberto Beraldo de Moraes
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Profa. Dra. R-;;-:a\..vincenzi de Oliveira
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Prof. Df. Paulo'Sérgio Pereira
j
--.---
Aos meus pais que sempre me apoiaram e me
incentivaram em todos os momentos.
DEDICO
“Organismos não se adaptam simplesmente
a condições autônomas, previamente existentes;
eles criam, destroem, modificam e transformam internamente
aspectos do mundo exterior por suas próprias atividades vitais.
Nem organismo, nem ambiente é um sistema fechado;
cada um é aberto para o outro.”
Richard C. Lewontin et al., 1984
Morre lentamente...
"Morre lentamente, quem não troca de idéias, não troca de discurso, evita as
próprias contradições.
Morre lentamente, quem vira escravo do hábito, repetindo todos os dias o mesmo
trajeto e as mesmas compras no supermercado. Quem não troca de marca, não
arrisca vestir uma cor nova, não dá papo para quem não conhece.
Morre lentamente, quem faz da TV o seu gurú e seu parceiro diário. (Como pode 14
polegadas ocupar tanto espaço em uma vida?).
Morre lentamente, quem evita uma paixão, quem prefere o "preto no branco" e os
"pingos nos is" a um turbilhão de emoções indomáveis, justamente as que resgatam
brilho nos olhos, sorrisos e soluços, coração aos tropeços, sentimentos.
Morre lentamente, quem não vira a mesa quando está infeliz no trabalho, no
casamento, na família, nas amizades, quem não arrisca o certo pelo incerto atrás de
um sonho, quem não se permite, uma vez na vida, fugir dos conselhos sensatos.
Morre lentamente, quem não viaja, quem não lê, quem não ouve música, quem não
vê o sol nascer ou se pôr, quem não acha graça de si mesmo.
Morre lentamente, quem destrói seu amor próprio, quem não se deixa ajudar. Morre
lentamente, quem passa os dias queixando-se da má sorte ou da chuva incessante,
desistindo de um projeto antes de iniciá-lo, não perguntando sobre um assunto que
desconhece e não respondendo quando lhe indagam o que sabe.
Evitemos a morte em suaves prestações, lembrando sempre que estar vivo exige um
esforço bem maior do que simplesmente respirar!"
Pablo Neruda
AGRADECIMENTOS
A Deus;
Ao Prof. Dr. Edson Rodrigues Filho - UFSCar, São Carlos - pela amizade,
orientação, ensinamentos e constantes incentivos;
Ao Prof. Dr. Sérgio Florentino Pascholati – ESALQ/USP - pela colaboração e
disponibilização do seu laboratório para o aprendizado dos ensaios biológicos;
Ao pesquisador Dr. Nelson Arno Wulff – FUNDECITRUS, Araraquara – pelas
amostras de plantas, análises e discussões sobre microrganismos fitopatogênicos de
citros;
Ao doutorando MSc. Leonardo Toffano do laboratório de Fitopatologia da
ESALQ/USP pela realização dos ensaios biológicos com o microrganismo
Guignardia citricarpa.
Aos professores do Laboratório de Produtos Naturais - UFSCar: Prof. Dr. João
Batista Fernandes, Prof
a
. Dra. Maria Fátima das Graças Fernandes da Silva e ao
Prof. Dr. Paulo César Vieira, pela amizade e ensinamentos na graduação e pós-
graduação;
Aos demais professores do Departamento de Química da UFSCar;
Aos amigos do Laboratório de Produtos Naturais – UFSCar e em especial aos
alunos do Laboratório de Espectrometria de Massas – UFSCar;
Aos “companheiros” Gezimar Donizetti de Souza e Joel Alvim Junior pela grande
amizade e cumplicidade em várias decisões profissionais;
As pesquisadoras Dr. Adélia Cristina Pessoa Araújo e Dr. Danusa Leal Telles e
aos grandes amigos que fiz durante os sete meses em que trabalhei no Laboratório
de Resíduo de Agortóxicos e Bebidas Alcoólicas do Instituto de Tecnologia de
Pernambuco – LabTox – ITEP;
Gostaria de agradecer especialmente ao pesquisador José Raimundo Filho, a
Secretária Vera Lúcia Andrade e Silva e ao Técnico Manoel Vieira Silva do
LabTox por ter tido a oportunidade de conhecêlos e terem despertado em mim o
respeito pela cultura nordestina e pela inteligência natural que o nordestino possui;
Aos amigos do laboratório de bioequivalência e equivalência farmacêutica da
Unidade de Farmacologia e Gastroenterologia da Universidade São Francisco –
UNIFAG – USF. Em especial aos pesquisadores Dr. Fábio Alessandro Proença
Barros (Cebolinha) e Dr. Eduardo César Meurer pela amizade e o grande
aprendizado sobre espectrometria de massas;
Aos amigos dos Laboratórios de Síntese Orgânica, de RMN, de Inorgânica e aos
demais laboratórios do Departamento de Química da UFSCar pelas contribuições na
execução deste trabalho e amizade;
A todos os amigos da turma de 96, e do Departamento de Química;
Ao corpo técnico do Departamento de Química - UFSCar: Ademir, Sr. Antônio (in
memorian), Doraí, Luciana, Paulo e Valdir;
Ao Programa de Pós-Graduação em Química;
Aos meus pais Vanderley e Rosa Maria, à minha irPatrícia e aos meus avós
Zaira, José (in memorian), Irma e Alcides pelos constantes incentivos, apoio e
compreensão que me permitem buscar as realizações dos meus sonhos;
A minha família por todo o apoio;
A Daniela, minha companheira, pelo carinho e compreensão que foram
fundamentais em todos esses anos de convivência;
Por fim, ao bom e velho Blues.
vii
SUMÁRIO
1 Introdução 1
1.1 Metabólitos Secundários de Espécies do Gênero Citrus
(RUTACEAE) 1
1.2 Interações Entre Plantas e Microrganismos 4
1.3 Processos de Reconhecimento na Resistência de Plantas à
Doenças 7
1.4 Possibilidades de indução de defesas: Resistência Sistêmica
Adquirida (SAR)
11
1.5 Fitoalexinas 14
1.6 Algumas Patogenias de Citrus 16
1.6.1 Pinta Preta 16
1.6.2 Cancro Cítrico 17
1.6.3 Mancha Marrom de Alternária 18
1.6.4 Morte Súbita dos Citros 19
1.6.5 Clorose Variegada dos Citros ou Amarelinho 20
1.6.6 Greening 21
2 Objetivos 25
2.1 Objetivo Geral 25
2.2 Objetivos Específicos 25
3 Procedimento Experimental 27
3.1 Materiais 27
3.2 Equipamentos Utilizados 28
3.3 Metodologias de Análise dos Metabólitos Secundários Presentes
Em Citrus Através de HPLC/UV-MS 31
3.3.1 Coletas dos Materiais Botânicos 31
3.3.2 Metodologia de Análise dos Compostos Polares Presentes Nas
Folhas do Enxerto 31
3.3.2.1 Extração e Pré-purificação dos Compostos Polares Presentes
nas Folhas do Enxerto 31
3.3.2.2 Condições Cromatográficas Utilizadas Durante a Análise dos
Compostos Polares Presentes no Extrato de Folhas de Citrus 32
3.3.3 Metodologia de Análise dos Compostos de Polaridade
Intermediária Presentes Nas Folhas do Enxerto 33
3.3.3.1 Extração e Pré-purificação dos Compostos de Polaridade
Intermediária Presentes nas Folhas do Enxerto 33
3.3.3.2 Condições Cromatográficas Utilizadas Durante A Análise dos
Compostos de Polaridade Intermediária Presentes no Extrato de
Folhas de Citrus 34
3.3.4 Aplicação da Metodologia de Análise dos Compostos Polares
Presentes em Citrus em Plantas Com Sintomas da Doença
Morte Súbita dos Citros (MSC) 36
3.3.4.1 Coletas dos Materiais Botânicos de Plantas Sadias e Com
Sintomas de MSC 36
3.3.4.2 Extração, Pré-purificação e Condições Cromatográficas
Utilizadas na Análise dos Compostos Polares Presentes nas
Cascas do Tronco do Enxerto 37
viii
3.3.4.3 Novas Condições Desenvolvidas Para a Análise dos Compostos
Polares Presentes nas Cascas do Tronco do Enxerto 37
3.4 Isolamento e Identificação dos Metabólitos Secundários de
Alternaria alternata
39
3.4.1 Obtenção do Microrganismo Isolado Alternaria alternata 36
3.4.2 Cultivo de A. alternata em milho 39
3.4.3 Extração dos Metabólitos Secundários de A. alternata 40
3.4.4 Isolamento dos Metabólitos Secundários de A. alternata 41
3.4.5 Desenvolvimento da Análise Via HPLC-UV Para a Construção
da Curva de Produção do Alternariol e Alternariol Monometil Éter 44
3.4.5.1 Cultivo de A. alternata em Milho Visando a Produção dos
Metabólitos Secundários 44
3.4.5.2 Condições Cromatográficas (HPLC-UV) 44
3.4.5.3 Construção das Curvas de Calibração de AME e AOH 45
3.4.5.4 Extração e Pré-Purificação dos Metabólitos Secundários de A.
alternata Visando a Construção da Curva de Produção de AME
e AOH 45
3.4.6 Quantificação de Alternariol e Alternariol Monometil Éter No
Flavedo e No Albedo de Tangerinas (Citrus reticulata) Com
Sintomas de Mancha Marrom de Alternaria 46
3.4.6.1 Material Vegetal 46
3.4.6.2 Solução de Padrões e Curvas Analíticas 47
3.4.6.3 Extração e Preparo de Amostra 47
3.4.6.4 Otimização dos Parâmetros Utilizados No LC-MS/MS 48
3.4.6.5 Limite de Detecção e Limite de Quantificação 49
3.4.6.6 Especificidade, Linearidade e Precisão 50
3.4.6.7 Recuperação 50
3.5
Aplicação das Metodologias de TLC, PCR, HPLC-DAD e HPLC-
MS/MS Na Avaliação da Diferença de Metabolismo Encontrada
Em Plantas Com Sintomas de Greening
51
3.5.1 Coletas dos Materiais Botânicos 52
3.5.2 Extração dos Compostos Polares Presentes nas Folhas do
Enxerto Com Sintomas de Greening 52
3.5.3 Condições Utilizadas Durante as Análises dos Extratos de
Plantas com Sintomas de Greening por TLC 53
3.5.4 Condições Utilizadas Durante as Análises dos Extratos de
Plantas com Sintomas de Greening por HPLC-DAD 53
3.5.5 Condições Utilizadas Durante as Análises dos Extratos de
Plantas com Sintomas de Greening por HPLC-MS/MS 54
3.6 Realização dos Ensaios de Inibição de Guignardia citricarpa, in
vitro, Pelo Método de Germinação de Esporos Em Placa de
Poliestireno 57
3.6.1 Compostos Utilizados No Ensaio de Inibição de Guignardia
citricarpa, in vitro 59
4 Resultados e Discussões 63
4.1 Resultados Obtidos Para a Metodologia de Análise Por
HPLC/UV/MS dos Metabólitos Secundários Presentes em Citrus 63
4.1.1 Extração e Pré-purificação dos Compostos Polares Presentes
nas Folhas do Enxerto 63
ix
4.1.2 Resultados Obtidos Durante a Extração e Pré-purificação dos
Compostos de Polaridade Intermediária Presentes nas Folhas
de Citros 66
4.1.3
Resultados Obtidos Durante as Análises dos Compostos Polares
Presentes nas Cascas do Tronco do Enxerto de C. sinensis
sobre C. limonea
71
4.1.3.1 Resultados das Novas Condições Desenvolvidas Para a Análise
dos Compostos Polares Presentes nas Cascas do Tronco do
Enxerto 74
4.2 Resultados Obtidos do Isolamento e Identificação dos
Metabólitos Secundários de A. alternata 77
4.2.1 Determinação Estrutural da Micotoxina Alternariol Monometil
Éter 78
4.2.2 Determinação Estrutural da Micotoxina Alternariol 84
4.2.3 Determinação Estrutural da Molécula Ácido Tenuazônio 91
4.3 Construção da Curva de Produção das Micotoxinas AOH e AME
Pelo Microrganismo Alternaria alternata Cultivado em Milho 97
4.3.1 Resultados Obtidos Para a Metodologia de Extração e Análise
das Micotoxinas AOH e AME de A. alternata por HPLC-UV 97
4.3.2 Resultados Obtidos Na Construção das Curvas de Calibração
dos Metabólitos Secundários de A. alternata por HPLC-UV 98
4.3.3 Curvas de Produção dos Metabólitos Secundários de A.
alternata por HPLC-UV 99
4.4
Quantificação de Alternariol e Alternariol Monometil Éter No
Flavedo e No Albedo de Tangerinas (Citrus reticulata) Com
Sintomas de Mancha Marrom de Alternaria
102
4.4.1
Desenvolvimento do Método e Especificidade
102
4.4.2
Sensibilidade, Linearidade, Precisão e Exatidão do Método
106
4.5
Aplicação das Metodologias de TLC, PCR, HPLC-DAD e HPLC-
MS/MS Na Avaliação da Diferença de Metabolismo Encontrada
Em Plantas Com Sintomas de Greening
113
4.6 Resultados Obtidos Durante A Realização dos Ensaios de
Inibição de Guignardia citricarpa, in vitro, Pelo Método de
Germinação de Esporos Em Placa de Poliestireno
126
5 Considerações Finais 131
6 Referências Bibliográficas 135
x
PRINCIPAIS ABREVIAÇÕES
AS - Ácido Salicílico
AME - Alternariol Monometil Éter
AOH - Alternariol
BA - Ácido Benzóico
BDA - Batata Dextrose Ágar
CVC - Clorose Variegada dos Citros
DAD - Diodo Array Detector
DP - Desvio Padrão
DPR - Desvio Padrão Relativo
ES -
Electrospray
HBL - Huanglongbing
HPLC - High Performance Liquid Chromatografy
HSQC -
Heteronuclear Single Quantum Conerence
L/h - Litros por Hora
MMA - Mancha Marrom de Alternaria
MSC - Morte Súbita dos Citros
MS/MS - Espectrometria de Massas seqüencial
m/z
- Relação massa/carga
n.d. - Não Detectado
NOE -
Nuclear overhouser effect
ODS - Octadecilsilano
PCR - Reação em Cadeia da Polimerase
PR - Proteínas Relacionadas à Patogênese
R - Gene de Resistência
RF - Fator de Retenção
RMN
13
C - Ressonância Magnética Nuclear de Carbono – 13
RMN
1
H - Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio – 1
rpm - Rotações por Minuto
SAR - Resistência Sistêmica Adquirida
SPE - Extração em Fase Sólida
S/R - Relação Sinal Ruído
SRM - Selected Reaction Monitoring
TLC - Cromatografia em Camada Delgada
TMV - Vírus do Mosaico do Fumo
u.m.a. - Unidades de Massa Atômica
UV - Ultra Violeta
xi
PRINCIPAIS SÍMBOLOS
h - Altura
Å - Ângstron
cm - Centímetro
r
2
- Coeficiente de Determinação
j -
Constante de Acoplamento
Da
- Daltons
δ
- Deslocamento Químico em Partes Por Milhão
d - Diâmetro
d
- Dubleto
eV - Eletrovoltz
ºC - Grau Celsius
[M-H]
-
- Ion Pseudo-Molecular Desprotonado
[M+H]
+
- Ion Pseudo-Molecular Protonado
Kg - Kilograma
MHz - Megahertz
µm - Micrômetro
mg - Miligramas
mm - Milímetro
s
- Singleto
t
- Tripleto
V - Voltz
xii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Eluição gradiente utilizada durante a análise dos extratos
polares das folhas de citros. 30
Tabela 2 Eluição gradiente utilizada durante a análise dos extratos de
polaridade intermediária das folhas de citros. 32
Tabela 3 Eluição gradiente utilizada durante as análises de plantas com
sintomas de MSC. 35
Tabela 4 Rampa cromatográfica utilizada durante as análises de plantas
com sintomas de Greening. 50
Tabela 5 Eluição gradiente utilizada durante as análises de plantas com
sintomas de greening. 52
Tabela 6 Compostos que foram utilizados no ensaio de inibição dos
apressórios de G. citricarpa. 56
Tabela 7 Amostras que foram analisadas pelo experimento de SRM. 70
Tabela 8 Dados de RMN utilizados para a determinação estrutural do
ácido tenuazônio. 88
Tabela 9 Representação das médias das áreas obtidas e estimativa das
concentrações das micotoxinas avaliadas durante os dias de
cultivo. 96
Tabela 10 Resultados referentes a linearidade, limites de quantificação e
detecção propostos para o método (os valores estão
representados como a média ± DPR, n = 3).
105
Tabela 11 Experimento de precisão (repetibilidade e precisão
intermediária) utilizando o flavedo como matriz. 106
Tabela 12 Experimento de precisão (repetibilidade e precisão
intermediária) utilizando o albedo como matriz. 106
Tabela 13 Valores obtidos para o experimento de recuperação utilizando
tanto flavedo quanto o albedo como matrizes. (n = 5). 107
Tabela 14 Aplicação do método validado nas análises de tangerinas com e
sem sintomas de mancha marrom de alternaria (n = 3). 108
Tabela 15 Resultados obtidos através das técnicas, TLC, PCR, HPLC-UV
e HPLC-MS/MS para plantas sadias e com sintomas de
greening. 118
Tabela 16 Resultados obtidos durante o Ensaio 1 a de germinação dos
esporos de G. citricarpa. 124
Tabela 17 Resultados obtidos durante o Ensaio 1 b de germinação dos
esporos de G. citricarpa. 124
Tabela 18 Resultados obtidos durante o ensaio 2 a de germinação dos
esporos de G. citricarpa. 126
Tabela 19 Resultados obtidos durante o ensaio 2 a de germinação dos
esporos de G. citricarpa. 126
xiii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Estruturas moleculares de metabólitos encontrados em
espécies de Citrus. 03
Figura 2 Microrganismos capazes de causar doenças em plantas e
comparação das suas dimensões com uma célula vegetal
típica (adaptado de AGRIOS, 1997). 06
Figura 3 Representação diagramática da interação do fitopatógeno
Nectria haematococca e células de ervilha Pisum sativum.
Referência à capacidade de patógenos promoverem a
detoxificação de fitoalexinas produzidas pelo hospedeiro
(adaptado de VANETTEN et al, 1989). 08
Figura 4 Estruturas moleculares de substâncias com propriedades
ativadoras de SAR. 13
Figura 5 Estruturas moleculares das fitoalexinas a- xantiletina, b-
seselina, c- umbeliferona e d- scoparona. 15
Figura 6 Frutos com sintomas de pinta preta. 16
Figura 7 Folha e frutos com sintomas de cancro. 17
Figura 8 Fruto e folhas de tangerina com sintomas de mancha
marrom de alternaria. 18
Figura 9 orta enxerto e planta com sintomas de mancha morte
súbita dos citros. 19
Figura 10 Folha e frutos com sintomas de amarelinho. 20
Figura 11 Folhas frutos e ramos com sintomas de greening. Psilídeo
Diaphorina citri, vetor da doença nas Américas. 21
Figura 12 Estruturas moleculares do Ácido Gentísico (AG) e da
Orbicularina. 23
Figura 13 Extração e pré-purificação dos compostos polares. 32
Figura 14 Extração e pré-purificação dos compostos de polaridade
intermediária. 34
Figura 15 Região da copa onde foi realizada enxertia de C. sinensis
(laranja pêra) sobre C. limonea (limão cravo) apresentando
sintoma de MSC no cavalo do enxerto. 36
Figura 16 Extração e pré-purificação dos metabólitos secundários de
A. alternata. 46
Figura 17 Extração e pré-purificação das micotoxinas AOH e AME de
A. alternata. 48
Figura 18
Estrutura molecular do Ácido 2-O-
β
-4C1-glucopiranosídeo
(Orbicularina).
52
Figura 19 Extração dos compostos presentes em folhas da enxertia
de C. sienensis sobre C. limonea com sintomas de
Greening. 53
Figura 20 Desenvolvimento do ensaio de inibição de G. citricarpa, in
vitro, pelo método de germinação de esporos em placa de
poliestireno. 58
Figura 21 Estruturas moleculares dos compostos utilizados no ensaio
1 de inibição dos apressórios de G. citricarpa. 61
Figura 22 Estruturas moleculares dos compostos utilizados no ensaio
2 de inibição dos apressórios de G. citricarpa. 62
xiv
Figura 23 Espectro obtido do experimento de íons fragmento de [M-
H]
-
= 609 com energia de colisão de 13 eV. 65
Figura 24 Propostas de fragmentação para a rutina e hesperidina. 65
Figura 25 Espectro obtido do experimento de íons fragmento de [M-
H]
+
= 403 (40 eV), [M-H]
+
= 373 (45 eV) e [M-H]
+
= 373 (25
eV). 69
Figura 26 Propostas de fragmentação para a nobiletina, tangeretina e
aurentina. 70
Figura 27 Cromatogramas obtidos da análise da casca da copa (C.
sinensis) e da casca do cavalo (C. limonea) de uma planta
com sintomas de MSC. 71
Figura 28 Espectro de íons fragmento de [M-H]
-
= 593 do extrato da
copa (C. sinensis) do enxerto de uma planta com sintomas
aparentes de MSC. 73
Figura 29 Perfil das áreas obtidas através dos experimentos de SRM
(transição de quantificação 593 > 353) das amostras de
laranjeiras sadias, sadias coletadas ao lado de plantas
doentes e plantas doentes. 76
Figura 30 Estrutura química do Alternariol (AOH), Alternariol
monometil éter (AME) e Ácido tenuazônio. 77
Figura 31 Correlações de NOESY para o Alternariol monometil éter. 78
Figura 32 Experimento de RMN
1
H do Alternariol Monometil Éter. 79
Figura 33 Ampliação do espectro de RMN
1
H do Alternariol Monometil
Éter na região de 4,0 – 2,5 ppm. 80
Figura 34 Ampliação do espectro de RMN
1
H do Alternariol Monometil
Éter na região de 7,4 – 6,0 ppm. 81
Figura 35 Experimento de RMN NOESY do Alternariol Monometil
Éter. 82
Figura 36 Espectro de massas ES
-
de íons fragmento com 40 eV do
Alternariol Monometil Éter. 83
Figura 37 Experimento de RMN
1
H do Alternariol. 85
Figura 38 Ampliação do espectro de RMN
1
H do Alternariol na região
de 7,2 – 6,3 ppm. 86
Figura 39 Ampliação do espectro de RMN
1
H do Alternariol na região
de 3,8 – 0,8 ppm. 87
Figura 40 Experimento de HSQC do Alternariol. 88
Figura 41 Espectro de massas FS do Alternariol. 89
Figura 42 Espectro de massas de íons fragmento com 30 eV do
Alternariol. 90
Figura 43 Estrutura molecular do ácido tenuazônio. 92
Figura 44 Experimento de RMN
1
H do Ácido Tenuazônio. 93
Figura 45 Experimento de RMN
1
H do Ácido Tenuazônio. 94
Figura 46 Experimento de RMN
13
C do Ácido Tenuazônio. 95
Figura 47 Experimento de espectrometria de massas full scan
electrospray no modo positivo e no modo negativo do Ácido
Tenuazônio. 100
Figura 48 Curva de produção do metabólito AME. 100
Figura 49 Curva de produção do metabólito AOH. 100
xv
Figura 50 Espectro de íons fragmento (segunda geração) obtido por
CID-MS/MS; A) alternariol (25 eV); B) alternariol monometil
éter (35 eV). Os íons marcados representam as transições
escolhidas para o esperimento de SRM ( ο).
104
Figura 51 Propostas de fragmentão dos alternariois; A) Perda do
grupo metila (15 Da) na forma de radical; B) Perda de uma
molécula de CO (28 Da); C) Formação dos íons fragmento
m/z 215 e m/z 213 para o alternariol. Esta fragmentação
aparentemente não é observada para o alternariol monometil
éter. 105
Figura 52 Cromatogramas dos experimentos de SRM obtidos durante a
quantificação no flavedo por HPLC-MS/MS: A) e B) Ausentes
de micotoxinas (branco); C) e D) Concentrações próximas ao
limite de quantificação; E) e F) Maior concentração da curva
analítica. Os números 1 e 2 referem-se ao alternariol e
alternariol monometil éter respectivamente. 107
Figura 53 Experimento com extratos do albedo dos frutos de
C.sinensis (laranja pêra) em placa de TLC revelada em
lâmpada de UV a 360 nm. 114
Figura 54 Experimento de PCR. 115
Figura 55 Espectro de íons fragmento da molécula ácido gentísico. 118
Figura 56 Espectro de íons fragmento da molécula ácido salicílico. 118
Figura 57 Propostas de fragmentação e transições monitoradas no
experimento de SRM para as moléculas ácido gentísico,
orbicularina, ácido salicílico e ácido salicílico glicosilado
(ácido β-O-D glucosilsalicilico).
119
Figura 58 Cromatogramas obtidos durante os experimentos de SRM
de plantas com sintomas de greening e de plantas sadias. 120
Figura 59 Gráficos de barras apresentando o perfil de áreas
encontradas através do experimento de LC-MS/MS quando
a molécula orbicularina estava sendo monitorada. 124
Figura 60 Gráfico dos ensaios de inibição de G. citricarpa relativo ao
Ensaio 1a. 128
Figura 61 Gráfico dos ensaios de inibição de G. citricarpa relativo ao
Ensaio 1b. 128
Figura 62 Gráfico dos ensaios de inibição de G. citricarpa relativo ao
Ensaio 2a. 130
Figura 63 Gráfico dos ensaios de inibição de G. citricarpa relativo ao
Ensaio 2b. 130
xvi
LISTA DE FLUXOGRAMAS
Fluxograma 1 Extratos obtidos de A. alternata cultivada em milho. 40
Fluxograma 2 Isolamento dos metabólitos secundários de A.
alternata. 42
Fluxograma 2.1 Continuação do Fluxograma 2 para o isolamento dos
metabólitos secundários de A. alternata. 43
LISTA DE CROMATOGRAMAS
Cromatograma 1 Cromatograma obtido durante o desenvolvimento do
método para os compostos polares utilizando a
coluna Shimadzu CLC-phenil (333 nm). 64
Cromatograma 2 Cromatograma obtido anteriormente durante o
desenvolvimento do método para os compostos de
polaridade intermediária utilizando a coluna
Shimadzu CLC-phenil (333 nm). 67
Cromatograma 3 Experimento de Full Scan dos compostos de
polaridade intermediária presentes nas amostras de
folhas de Citrus. 68
Cromatograma 4 Cromatograma de íons totais (TIC) obtido durante a
análise de HPLC-UV-MS da copa (C. sinensis) de
uma planta com aparentes de MSC. 73
Cromatograma 5 Cromatograma de SRM obtido do extrato da copa de
uma planta com sintomas de MSC. 75
Cromatograma 6 Cromatograma obtido da análise do extrato realizado
com 30 dias de cultivo. 98
Cromatograma 7 Cromatograma obtido de uma planta sadia. 116
Cromatograma 8 Cromatograma obtido de uma planta com sintoma de
greening. 116
xvii
Resumo
“ASPECTOS QUÍMICOS ENVOLVIDOS NAS INTERAÇÕES DE Citrus COM
FITOPATÓGENOS” – Este trabalho descreve o desenvolvimento de metodologias
de análise para metabólitos polares e de polaridade intermediária presentes em
laranjeiras provenientes da enxertia de Citrus sinensis sobre Citrus limonea usando
HPLC-DAD-MS/MS. Através deste método, foram detectados flavonóides
glicosilados e polimetoxilados. O método também foi aplicado na análise de plantas
com sintomas da doença Morte Súbita dos Citros (MSC). Neste mesmo contexto
foram analisadas plantas sadias e com sintomas da doença Greening com o objetivo
de monitorar moléculas derivadas do ácido benzóico como o ácido gentísico,
orbicularina, ácido salicílico e ácido salicílico glicosilado (ácido β-O-D
glucosilsalicilico). Um outro estudo realizado neste trabalho tratou do isolamento e
identificação das micotoxinas alternariol (AOH) e alternariol monometil éter (AME),
além do ácido tenuazônio, produzidas in vitro pelo microrganismo fitopatogênico de
citros Alternaria alternata. A produção destas micotoxinas foi monitorada através de
HPLC-DAD ao longo de trinta dias de cultivo do microrganismo com a finalidade de
construir uma curva de produção destas moléculas. Validou-se também um método
usando HPLC-MS/MS para quantificar as micotoxinas AOH e AME nas cascas de
tangerina (albedo e flavedo) com sintomas de mancha marrom de alternaria (MMA),
onde encontrou-se 17.4 ± 1.0 µg/kg de AOH e 3.5 ± 0.2 µg/kg de AME no flavedo de
tangerina. Por fim, foram realizados ensaios de inibição do fungo fitopatogênico de
citros Guignardia citricarpa, causador da doença pinta preta, através do método de
germinação de esporos em placa de poliestireno. As substâncias que apresentaram
praticamente 100% de inibição foram dois derivados do ácido benzóico, o ácido
3,4,5-trimetoxibenzóico e o ácido 3,4-dimetoxibenzóico, e os flavonóides glicosilados
naringina e rutina. Essas quatro substâncias, na concentração de 500 µg/mL, foram
capazes de inibir por completo a germinação dos esporos de G. citricarpa.
xviii
Abstract
“CHEMICAL ASPECTS RELATED TO THE INTERACTION BETWEEN Citrus
PLANTS AND PHYTOPATOGENIC FUNGI” – This present thesis describes the
development of analytical methodologies involving the HPLC-PDA-MS/MS coupling
to verify the production of both polar and non-polar metabolites in orange trees
produced by grafting Citrus sinensis onto Citrus limonea. By the use of such kind of
method, it was possible to verify the production of both polymethoxy and glycosyl
flavonoids. This method was then applied to plants with symptoms of two different
diseases, Citrus Sudden Death (MSC) and Greening. Regarding this last disease, the
methodologies were focused on detection of some analogous of benzoic acid like
gentisic acid, orbicularin, salicylic acid and glycosyl salicylic acid. Another part of this
work was focused on isolation and characterization of Alternariol (AOL) and
Alternariol Monomethyl Ether (AME), mycotoxins produced in vitro by a
phytopathogenic strain of Alternaria alternata and the molecule tenuazoic acid.
These mycotoxins were also monitored using HPLC-DAD for 30 days in an attempt to
find out a possible profile of their production. In addition, an analytical method
involving HPLC-MS/MS was developed, validated and applied to quantify the
amounts of AOL and AME in different parts of tangerines (i.e., on flavedo and on
albedo tissues) with and without symptoms of Alternaria Brown Spot disease. The
levels of such substances were about 17.4 ± 1.0 µg/kg of AOH and 3.5 ± 0.2 µg/kg of
AME on flavedo. Some inhibition tests against Guinardia citricarpa, related to Black
Spot disease, were also done with some isolated compounds. Five of these
compounds showed to have 100% of inhibition in this test at concentration of 500
µg/mL: benzoic acid, 3,4,5-trimethoxibenzoic acid, 3,4-dimethoxibenzoic acid, and
the glycosyl flavonoids naringin and rutin.
1
1 - INTRODUÇÃO
1.1 – Metabólitos Secundários de Espécies do Gênero Citrus
(RUTACEAE)
A ordem Rutales é constituída pelas famílias Rutaceae, Cneoraceae,
Simaroubaceae (elevado à família Surianaceae e Kirkiaceae), Meliaceae e
Burseraceae (ENGLER, 1931). A família Rutaceae constitui o maior grupo
dentro da ordem Rutales e caracteriza-se por uma grande diversidade de
metabólitos secundários não comuns nas demais famílias da ordem,
representados por alcalóides derivados do ácido antranílico, cumarinas e
limonóides (WATERMAN, 1983). Alguns gêneros desta família são cultivados
no Brasil, entre eles Clausena, Citrus e Murraya.
Os flavonóides, contidos na casca de limão, vêm sendo estudados
desde 1936, quando Szent-Gyorgy extraiu a “citrina”, uma mistura de
flavonóides de limão, que é considerada como vitamina. Desde então, vários
estudos estão sendo conduzidos a respeito dos flavonóides. Os flavonóides da
casca de limão são caracterizados pela presença de quatro grupos de
flavonóides: flavonas-O-glicosiladas, flavonas-C-glicosiladas, flavonols e
flavanonas. O primeiro grupo é muito comum em frutos, onde são encontrados
na casca de limão luteolina-7-rutinosideo e diosmetina-7-rutinosideo
(diosmina). Flavonóides-C-glicosilados são largamente distribuídos em plantas
superiores. Foram encontradas quatro flavonas-di-C-glicosilados em casca de
limão: 6,8-di-C-glucosil-luteonina; 6,8-di-C-glucosil-apigenina; 6,8-di-C-glucosil-
chrisoeriol; 6,8-di-C-glucosil-diosmetina. O grupo flavonol contido na casca de
limão é caracterizado pela presença de rutina (quercetina-3-O-rutinosideo)
(Figura 1a) e três compostos polimetoxilados: 3,5,7,4’-tetrahidroxi-6,8,3’-
trimetoxi-flavona (limocitrol) (Figura 1b); 3,5,7,4’-tetrahidroxi-,8,3’-dimetoxi-
flavona (limocitrina); 3,5,7,3’-tetrahidroxi-6,8,4’-trimetoxi-flavona (isolimocitrol).
Flavonas polimetoxiladas estão presentes especialmente no gênero Citrus e
estão localizadas no flavedo. O próximo grupo é o das flavanonas. Esses
compostos têm muita importância para o gênero Citrus, por causa do seu uso
em quimiotaxonômia e, também, devido à sua relação com o paladar. Os
2
compostos presentes na casca de limão constituem três glicosídeos:
hesperitina-7-rutinosideo (hesperidina), naringenina-7-rutinosideo e eriodictiol-
7-rutinosideo (eriocitrina). Vários outros grupos de polifenóis estão também
presentes na casca de limão. Alguns deles estão relatados como ácidos
fenólicos e fenilpropanóides (cumarinas e glicosídeos fenilpropanóicos) (BALDI
et. al., 1995).
Limonóides também representam um grupo de substâncias
quimicamente relatadas, como nortriterpenóides encontrados em Rutaceae e
Meliaceae. Trinta e seis limonóides não glicosilados e 17 limonóides
glicosilados foram isolados de Citrus e de seus híbridos, como obacunona
glicosídeo (Figura 1c) e nomilina glicosídeo (Figura 1d), isolados da casca de
Citrus tangerina (Tanaka) Tseng da Índia. Limonóides não glicosilados e seus
glicosídeos têm sido relatados como anticarcinogênicos em animais de
laboratório e ativos contra insetos (TIAN & DING, 2000).
Outras duas classes de substâncias relatadas na espécie Citrus são os
alcalóides acridônicos e as cumarinas. WU et. al. (1983) reportaram os
alcalóides grandisinina (Figura 1e), grandisina-I (Figura 1f) e gerandisina-II
(Figura 1g) e as cumarinas 5-metoxiseselina (Figura 1h), xantiletina (Figura
1i), xantoxiletina e clausarina (Figura 1j) presentes nos frutos de Citrus grandis
Osb. F. hakunikuyu Hayata, planta utilizada na medicina popular japonesa
como expectorante, no tratamento de edemas e dores abdominais.
Como descrito acima, o gênero Citrus tem em suas várias espécies uma
diversidade muito grande de substâncias em sua composição química.
Várias também são as doenças que esse gênero possui sendo
provocadas por microrganismos. Muitas das classes dos metabólitos
secundários produzidos por Citrus, além de terem outras funções, também
atuam na defesa destas plantas contra os invasores que tentam infectar seus
hospedeiros. Outras moléculas são produzidas especificamente para este
propósito. E dessa forma se inicia uma verdadeira batalha travada pela
sobrevivência entre o patógeno (microrganismo) e o hospedeiro (Citrus).
3
OOO
OMe
OOO
OOO
OH
h- 5-metoxiseselina
i- Xantiletina
j- Clausarina
NHO
OMe Me
OH
OHO
NMeO
OMe Me
OH
OHO
NMeO
OH Me
OMe
OHO
e- Grandisinina
f- Grandisina-I
g- Grandisina-II
O
OCH
3
HO
H
3
CO
OH
OH
OH
OCH
3
b- Limocitrol
COOH
O
O
O
O
O
O
O
OH
OH
OH
OH
c- Obacunona glicosídeo
d- Nomilina glicosídeo
O
OH
OH
OH
HO
O
O
O
O
O
OH
OH
OH
H
3
C
OH
OH
OH
a- Rutina
COOH
O
O
O
O
O
O
OAc
O
OH
OH
OH
OH
Figura 1. Estruturas moleculares de metabólitos encontrados em espécies de
Citrus.
4
1.2 - Interações Entre Plantas e Microrganismos
Os microrganismos exibem diferentes tipos de associações ou
interações com as plantas, onde algumas podem ser observadas até mesmo a
níveis macroscópicos. Algumas das associações são neutras, outras são
benéficas, outras, ainda, são prejudiciais. Nas associações que se baseiam no
neutralismo, os dois organismos se desenvolvem sem qualquer efeito
recíproco, pois são dotados de exigências de crescimento completamente
diferentes (PELCZAR, et al., 1981; AGRIOS, 1997).
O mutualismo é um exemplo de uma relação simbiótica, na qual cada
organismo recebe benefícios da associação. O modo pelo qual se manifesta
esse benefício é variado. Um tipo de mutualismo envolve a troca de nutrientes
entre duas espécies, como por exemplo, a interação de certas algas com
fungos, formando os liquens. O fungo obtém substâncias de valor nutricional,
tais como a glicose e álcoóis poliídricos das algas, enquanto estas se
beneficiam pelas propriedades das paredes celulares do fungo associado,
capazes de reter água. O fenômeno do comensalismo se refere a uma relação
entre organismos, na qual um dos componentes recebe benefícios,
permanecendo o outro sem ser afetado (PELCZAR, et al., 1981).
Por outro lado, as associações antagonistas ocorrem quando um
organismo atinge de modo adverso o ambiente do outro. Tais organismos
antagonistas podem apresentar grande importância prática, já que eles
produzem com freqüência antibióticos ou outras substâncias inibidoras que
afetam os processos normais de crescimento ou de sobrevivência de outros
organismos. A segunda relação negativa entre duas populações se manifesta
quando ambas são adversamente afetadas com respeito à sobrevivência ao
crescimento, onde o espaço e os nutrientes são limitados, e é denominada de
competição. O parasitismo é definido como uma relação entre organismos na
qual um vive sobre ou dentro do outro (de uma espécie diferente) e às custas
desse organismo hospedeiro, sendo este último prejudicado no processo. A
quarta relação negativa é a predação caracterizada quando ocorre a morte e a
ingestão de um organismo de uma espécie por outros (PELCZAR, et al., 1981;
AGRIOS, 1988).
5
Milhares de microrganismos se encontram em associações com as
plantas (Figura 2). As três maiores categorias de organismos causadores de
doenças nas plantas são os fungos, os procariontes (bactéria, micoplasma) e
os vírus. Os nematóides também causam várias doenças em plantas. Existem
também doenças de plantas causadas por parasitas de plantas superiores e
protozoários (JACKSON & TAYLOR, 1996; AGRIOS, 1988).
6
Figura 2. Microrganismos capazes de causar doenças em plantas e
comparação das suas dimensões com uma célula vegetal típica (adaptado de
AGRIOS, 1997).
7
1.3 - Processos de Reconhecimento na Resistência de Plantas
à Doenças
O reconhecimento sobre as bases genética e bioquímica da
resistência de plantas aumentou consideravelmente desde a virada do século
XX, quando melhoristas de plantas primeiramente reconheceram que a
resistência era, freqüentemente, controlada por genes mendelianos. A
demonstração de que as plantas têm centros de origem geográfica e que co-
evoluíram com seus patógenos foi uma descoberta fundamental para os
melhoristas, levando ao uso de híbridos interespecíficos entre culturas e seus
parentes selvagens, como fonte de germoplasma resistente. Até 1992, no
entanto, nenhum gene de resistência (R) havia sido clonado e caracterizado no
nível molecular. Desde então, diversos genes R de diferentes espécies têm
sido clonados (CAI et al., 1997; DE WIT, 1995; JOHAL & BRIGGS, 1992;
JONES et al., 1996; LEONARDS-SCHIPPERS et al., 1992; MILLIGAN et al.,
1998).
A gama de fitopatógenos que infectam plantas é enorme e cada um
tem o seu próprio modo de patogenicidade. Apesar do grande potencial de
patógenos, a resistência (falta de suscetibilidade) é a regra e a susceptibilidade
é a exceção. Por que um patógeno é capaz de causar doença em uma planta,
e não em outra (fenômeno conhecido como resistência de planta não-
hospedeira), permanece como uma importante questão a ser respondida em
patologia de plantas.
Durante as interações planta-patógeno, os contactos iniciais servem
como um ponto de partida identificável, a partir do qual uma cascata de
eventos começa a acontecer do lado do patógeno e do lado da planta. Sinais
são trocados, novos genes expressos, novas proteínas sintetizadas, e
modificações estruturais e bioquímicas são elaboradas. Estes fenômenos
podem ser bem exemplificados através do mecanismo de defesa da planta de
ervilha Pisum sativum através da produção da fitoalexina pisatina, como
resposta a infecção do fungo Nectria haematococca e, ainda, através do
contra-ataque desse microrganismo frente à degradação da pisatina pela
8
enzima pisatina demetilase, tornando a fitoalexina não tóxica a ele (Figura 3)
(PASCHOLATI et al., 1998).
Figura 3. Representação diagramática da interação do fitopatógeno Nectria
haematococca e células de ervilha Pisum sativum. Referência à capacidade de
patógenos promoverem a detoxificação de fitoalexinas produzidas pelo
hospedeiro (adaptado de VANETTEN et al, 1989).
Esse potencial químico-enzimático que os microrganismos possuem
pode ser utilizado para se estudar as possíveis biotransformações que um
determinado microrganismo pode realizar frente a um composto utilizado como
substrato. Vários trabalhos desse gênero vêm sendo realizados, como
biotransformações de diterpenos labdanos na tentativa de se obter compostos
análogos da forskolina, que possui dentre outras atividades a de inibir a
metástase de células cancerosas (GARCIA-GRANADOS et al., 1995; GARCIA-
GRANADOS et al., 1997).
9
De uma outra forma, é possível utilizar essas reações para se estudar
um determinado patossitema visando à elucidação dos mecanismos de
patogenicidade, bem como toda a relação planta microrganismo. Esse tipo de
estudo pode ser realizado efetuando-se biotransformações com compostos e
fungos isolados da mesma planta e de regiões distintas como raízes, sistema
vascular, caule, folhas, frutos, cascas, etc.
Uma diferença chave entre plantas resistentes e suscetíveis está no
tempo de reconhecimento do patógeno invasor e na rápida e efetiva ativação
dos mecanismos de defesa do hospedeiro. Uma planta resistente é capaz de
rapidamente desencadear uma ampla variedade de respostas de defesa que
detêm a colonização pelo patógeno. Em contraste, a planta suscetível exibe
respostas muito mais débeis e lentas, que não conseguem restringir o
crescimento ou disseminação do patógeno. Como resultado, uma planta
suscetível sofre sérios danos ou é, até mesmo, morta pela infecção do
patógeno. A ativação de respostas de defesa nas plantas é iniciada pelo
reconhecimento, por parte do hospedeiro, de sinais (moléculas) codificados
pelo patógeno chamados de eliciadores (ex.: proteínas microbianas, pequenos
peptídeos, oligossacarídeos, etc.). A interação de eliciadores do patógeno com
receptores do hospedeiro (muitos dos quais podem ser codificados por genes
R), provavelmente, ativa uma cascata de sinais de transdução que pode
envolver fosforilação, fluxo de íons, espécies de oxigênio ativo, e outros
eventos sinalizadores. A seguir, a ativação transcricional e/ou pós-
transcricional de fatores de transcrição, eventualmente, leva à indução de
genes de defesa da planta. Além de eliciar respostas primárias de defesa,
sinais do patógeno podem ser amplificados através da geração de sinais
secundários da planta, tais como moléculas de ácido salicílico (DURNER et al.,
1997). Tanto eliciadores primários do patógeno, como sinais secundários
endógenos, podem ativar uma série de genes de defesa na planta, cujos
produtos incluem glutatione-S-transferase (GST), peroxidases, proteínas da
parede celular, inibidores de proteinase, enzimas hidrolíticas (quinases e β-1,3-
glucanases), outras proteínas relacionadas à protogenese (proteínas-RP) e
enzimas que biossintetizam fitoalexinas, tais como fenilalanina amônia-liase
(PAL), e chalcona sintase (HAMMOND-KOSACK & JONES, 1996). As
proteínas-RP são proteínas abundantes codificadas pelo hospedeiro e
10
induzidas pelos patógenos. Muitas delas possuem atividade antimicrobiana ‘in
vitro’ ou quando são superexpressas em plantas transgênicas (JACH et al.,
1995).
Em um nível macroscópico, respostas de defesa induzidas são
freqüentemente manifestadas, em parte, como uma resposta de
hipersensibilidade, a qual se caracteriza por lesões necróticas como resultado
de morte celular do hospedeiro localizada no sítio de infecção (GOODMAN &
NOVACKY, 1994). A ocorrência da morte de células de plantas durante a
resposta de hipersensibilidade pode desempenhar um papel na prevenção do
crescimento e disseminação do patógeno para os tecidos sadios (DANGL et
al., 1996; GREENBERG, 1996). A base bioquímica e molecular da
desintegração e conseqüente morte celular é complexa e ainda pouco
caracterizada.
11
1.4 - Possibilidades de indução de defesas: Resistência
Sistêmica Adquirida (SAR)
Resistência Sistêmica Adquirida (SAR) foi descrita pela primeira vez
por CHESTER, 1933, o qual revisou 201 estudos que tratavam sobre a questão
da imunidade fisiológica adquirida em plantas e levantou a hipótese de que as
plantas teriam um sistema imunológico similar ao dos mamíferos. ROSS, 1961
foi o primeiro a caracterizar em detalhes a ocorrência de SAR. Ele estudou
esse fenômeno em plantas de fumo (Nicotiana tabacum L.) que exibem lesões
locais quando infectadas pelo vírus do mosaico do fumo (TMV). ROSS, 1961
demonstrou que as lesões locais que ocorrem após a inoculação desafiante
com TMV foram restringidas por inoculação prévia com o mesmo vírus. Essa
restrição não foi somente efetiva contra TMV, mas também contra outros
patógenos, incluindo vírus, bactérias e fungos.
Desde os experimentos de ROSS, 1961, o conhecimento dos eventos
bioquímicos que levam ao estabelecimento de SAR não progrediu
substancialmente até que WHITE, 1979 demonstrou que o ácido salicílico (AS)
e certos derivados do ácido benzóico (BA) podiam induzir SAR. Em 1982,
descobriu-se que a acumulação de um grupo de proteínas extracelulares
denominadas proteínas relacionadas à patogênese (PR) era correlacionada
com a ocorrência de SAR (VAN LOON & ANTONIW, 1982).
O conhecimento sobre os mecanismos que governam SAR ainda é
bastante incipiente, apesar do formidável progresso proporcionado pela adoção
de técnicas modernas de biologia molecular, genética e bioquímica. De acordo
com diversos trabalhos, três etapas importantes no mecanismo de ativação de
SAR podem ser identificadas: iniciação, transmissão de sinais e expressão
gênica (MORAES, 1998).
A cascata de eventos que levam até SAR é iniciada após a formação
de lesões necróticas, tanto em interações incompatíveis como em interações
compatíveis (KUC, 1982). O mecanismo de iniciação de SAR, a partir de
plantas que sobrevivem à infecção por microrganismos virulentos (interações
compatíveis), é ainda pouco conhecido. Esse conhecimento poderá ser
alcançado através da monitoração, por parte das plantas, do balanço de
12
metabólicos e de níveis energéticos, sendo que desvios de um padrão normal
poderiam significar a presença de parasitas (DELANEY, 1997). Esse modelo
parece plausível, uma vez que o balanço de determinados metabólitos e níveis
energéticos das plantas são normalmente desviados para o consumo de
patógenos.
Uma das questões mais importantes, que tem desafiado a pesquisa
em SAR, é como os tecidos da planta distantes do local da infecção, adquirem
maior resistência. Ao contrário dos animais, as plantas não possuem um
sistema circulatório para transportar grandes quantidades de compostos de
defesa contra patógenos. As plantas utilizam moléculas transmissoras de
sinais, as quais, mesmo em concentrações baixas, podem ativar mecanismos
de resistência em células não diretamente invadidas por patógenos. A fim de
ser um sinal em SAR, uma molécula deve ser sintetizada pela planta; aumentar
a concentração sistematicamente após o ataque de patógenos; mover-se
através da planta; induzir fitoalexinas e proteínas relacionadas à defesa; e
aumentar a resistência contra patógenos. Diversas moléculas têm sido
postuladas como sinais potenciais para ativar SAR, desde que ROSS (1961)
levantou, pela primeira vez, a hipótese sobre a existência desta, porém
nenhuma recebeu maior atenção que o ácido salicílico (SA) (Figura 4), um
produto do metabolismo dos fenilpropanóides.
Para ser considerado um ativador SAR, um produto químico deve
possuir três características: primeiro, o composto ou seus metabólitos não
devem exibir atividade direta; segundo, ele deve induzir resistência contra o
mesmo espectro de patógenos que SAR ativada biologicamente; e terceiro, ele
deve induzir a expressão dos mesmos genes marcadores, conforme SAR
ativada por patógenos (KESSMANN et. al., 1994).
Até o momento o SA é a única substância derivada de plantas que foi
demonstrada ser um indutor de SAR. Posteriormente, um análogo funcional de
SA, ácido 2,6 dicloroisonicolínico (INA) (Figura 4) foi o primeiro composto
sintético a ativar SAR. Entretanto tanto SA como INA são fitotóxicos para a
maioria das plantas cultivadas e, portanto, não possuem potencial para ser
usados comercialmente como protetores de plantas. Recentemente, outro
análogo de SA, benzotiazole (BTH), benzo-(1,2,3)-thiadiazole-7-ácido
carbotiotico S-metil éster (Figura 4), foi demonstrado ser um potente ativador
13
de SAR e possibilita a proteção em condições de campo contra um amplo
espectro de doenças em diversas espécies de plantas [MORAES, 1998;
GORLACH et. al., 1996; MAUCH-MANI & MÉTRAUX, 1998]. O BTH é até o
momento o único indutor de SAR liberado para o uso comercial (MORAES,
1998).
OOH
OH
S
N
N
OS
N
OOH
ClCl
SA
INA
BTH
Figura 4.
Estruturas moleculares de substâncias com propriedades ativadoras
de SAR.
14
1.5 - Fitoalexinas
Fitoalexinas são substâncias tóxicas produzidas em quantidades
apreciáveis, por plantas, como resultado de estímulos provocados por vários
tipos de microrganismos fitopatogênicos através de perturbações químicas e
mecânicas (AGRIOS, 1988).
Desde que Muller e Börger propuseram hipóteses a respeito das
fitoalexinas (MULLER & BÖRGER, 1940) elas continuaram a fascinar
fitopatologistas no que diz respeito a determinar as bases envolvidas na
resistência de plantas. A maioria dos trabalhos iniciais envolvendo fitoalexinas
reportava sobre substâncias antimicrobianas produzidas de novo pela planta
quando inoculadas por fungos (BAILEY & MANSFIELD, 1982). Desde aquele
tempo, maior atenção foi dada aos processos de eliciação das fitoalexinas e a
natureza dos eliciadores. Técnicas de biologia molecular também foram
desenvolvidas, visando estabelecer o papel que as fitoalexinas representam
para a resistência de plantas.
Nas últimas décadas tem crescido o interesse pelo estudo das
fitoalexinas. Este estudo é realizado, na maioria das vezes, utilizando-se
células e tecidos de plantas cultivados in vitro. Uma grande variedade de
eliciadores têm sido reportada na literatura, entre microrganismos (SEITZ,
1979; HARBORNE, 1995; WEITING, 1996; ZOOK, 1998) e substâncias
químicas tais como cerebrosidas (KOGA, 1998), quitina (LIU, 1995; SERADGE,
1995), ácidos orgânicos (SHARAN, 1998; LIU, 1995), etc. Dentre as
fitoalexinas induzidas nesses trabalhos, encontram-se representantes fenólicos
(SEITZ, 1979; LIU, 1995), flavonóides (WEITING, 1996; SERADGE, 1995),
alcalóides (SEITZ, 1979; ZOOK, 1998), cumarinas (SHARAN, 1998), etc.
O acúmulo de compostos antifúngicos, mais especificamente nos tecidos
de citros, tem sido reportado em vários experimentos. Cumarinas como a
xantiletina (KHAN, 1985) (Figura 5a) e seselina (VERNENGHI, 1987) (Figura
5b
), foram acumuladas no tronco e nas raízes de citros quando estes foram
infectados com Phytophthora spp. ISMAIL et al. 1978, constataram um
incremento na síntese da umbeliferona (7-hidroxicumarina) (Figura 5c) quando
grapefruit estava infectada por microrganismos. Afek e Sztejnberg (AFEK &
15
SZTEJNBERG, 1988) isolaram a cumarina scoparona (6,7-dimetoxicumarina)
(Figura 5d) da copa de citros quando seguido da inoculação de P. citrophthora.
O acúmulo dessa fitoalexina foi induzido no fruto, folhas, e ramos de Satsuma
mandarim através da infecção com Diaporthe citri (Faw.). Scoparona foi isolada
também da casca dos frutos de citros quando estes estavam infectados com
Guignardia citricarpa Kiely, fitopatógeno causador da doença pinta-preta dos
citros (DE LANGE, 1976) e, ainda, das cascas quando estas foram irradiadas
com radiação gama (RIOV, 1971). Este composto não foi encontrado em
cascas de frutos quando não eram irradiados e nem em frutos não infectados
com G. cítricarpa. Bem-Yehoshua et al. (BEM-YEHOSHUA, 1987 E 1988)
isolou várias substâncias antifúngicas de frutas de pomelo, algumas delas eram
derivados de cumarinas. Bem-Yehoshua et al. (BEM-YEHOSHUA, 1991)
também detectou scoparona em várias frutas de citros seguido de iluminação
UV. Entretanto, BAUDOIN & ECKERT (1985) não encontraram acumulação
significante de compostos antifúngicos em tecidos feridos de limão inoculados
com Geotrichum candidum Link ex Pers.
OOO
OOO
OHO O
OO
CH
3
O
CH
3
O
a- xantiletina
b- seselina
c- umbeliferona
d- scoparona
Figura 5.
Estruturas moleculares das fitoalexinas a- xantiletina, b- seselina, c-
umbeliferona e d- scoparona.
16
1.6 - Algumas Patogenias de Citrus
1.6.1 - Pinta Preta
Figura 6: Frutos com sintomas de pinta preta: a – mancha preta, b – mancha
sardenta, c – mancha virulenta (Fonte: Fundecitrus).
“Pinta Preta” é uma doença que afeta plantas cítricas em vários países
da África (Moçambique, Zimbábue, África do Sul), Ásia (China, Coréia, Hong-
Kong, Filipinas, Taiwan, Japão), Oceânia (Austrália) e América do Sul
(Argentina, Peru, Uruguai e Brasil) (KIELY, 1949; KOTZÉ, 1981; GARRÁN,
1996). Dentre estes países, as maiores perdas têm sido registradas na África
do Sul, Japão, Argentina e, principalmente no Brasil.
A pinta preta dos citros é uma doença causada pelo fungo Guignardia
citricarpa, que afeta todas as variedades de laranjas doces, limões verdadeiros,
tangerinas e híbridos e é disseminada por meio de mudas, restos de material
vegetal, água da chuva e vento. O principal sintoma são lesões nos frutos, que
causam a sua depreciação no mercado pela perda do interesse na
comercialização desse fruto in natura. Ainda, as lesões impedem a exportação
dos frutos, tanto pela aparência quanto pela possibilidade de contaminação das
plantações dos países importadores onde a doença pinta preta não ocorre.
c
a
b
17
Três são os tipos de manchas produzidas durante o desenvolvimento da
doença: “mancha preta” ou “mancha dura”, “mancha sardenta” e “mancha
virulenta”. Esses sintomas são bem definidos e ocorrem em diferentes
estágios, dependendo do avanço, da estação do ano e da maturidade dos
frutos (BRODRICK & RABIE, 1970).
A doença não provoca alterações de sabor no fruto, que pode ser
comercializado para a indústria de suco. Porém, em ataques severos, a pinta
preta causa a queda acentuada dos frutos.
1.6.2 - Cancro Cítrico
Figura 7: Folha e frutos com sintomas de cancro cítrico (Fonte: Fundecitrus).
A bactéria causadora do cancro cítrico Xanthomonas axonopodis pv. citri
foi introduzida no Brasil em 1952, na região de Presidente Prudente (SP).
Algumas das conseqüências da doença são queda das folhas e dos frutos e
diminuição na produção.
O cancro cítrico ataca todas as variedades de citros, mas algumas delas
são mais resistentes à doença. As lesões que provoca podem ter variações nas
suas características, podendo ser confundidas com outras doenças e pragas.
O primeiro sintoma visível é o aparecimento de pequenas lesões
salientes, que surgem nos dois lados das folhas, sem deformá-las. As lesões
aparecem na cor amarela e logo se tornam marrons. Nos frutos a doença se
manifesta pelo surgimento de pequenas manchas amarelas que aos poucos
vão crescendo e tornando-se marrons. As manchas são salientes, parecidas
18
com verrugas, de cor marrom no centro. Nos ramos as lesões também são
salientes, na forma de crostas de cor parda (FUNDECITRUS, 2007).
1.6.3 - Mancha Marrom de Alternária
Figura 8:
Fruto e folhas de tangerina com sintomas de mancha marrom de
alternaria (Fonte: Fundecitrus).
A mancha marrom de alternaria é causada por um fungo (Alternaria
alternata f. sp. citri), que ataca os tecidos da planta, principalmente os mais
jovens. É só no tecido morto de folhas e ramos que o fungo sobrevive e se
reproduz, até mesmo em folhas em decomposição no solo. No fruto, isso não
acontece.
A diferença entre este fungo que ocorre nas tangerinas e os da mesma
espécie que atacam as folhas de limão “Cravo” e limão rugoso é a produção de
uma toxina, que é específica, de acordo com a variedade das plantas afetadas.
A doença se caracteriza por manchas necróticas (tecido morto) de cor
marrom-escuro rodeadas de um halo amarelo, nas folhas, ramos e frutos. As
conseqüências mais graves e que causam prejuízos aos produtores são a
queda de folhas e frutos, além da seca dos ramos. Em pomares do Estado de
São Paulo, observou-se a presença de um líquido de consistência viscosa
sobre as lesões, o que ainda não foi descrito nos casos observados em outros
países (FUNDECITRUS, 2007).
19
1.6.4 - Morte Súbita dos Citros
Figura 9: Porta enxerto e planta com sintomas de mancha morte súbita dos
citros (Fonte: Fundecitrus).
A morte súbita dos citros (MSC) foi identificada pela primeira vez em
2001, no município de Comendador Gomes (MG). Pesquisadores observaram
que as folhas perdiam o brilho e as plantas morriam em poucas semanas. Por
esse motivo, foi batizada de morte súbita.
A MSC se espalhou por outros municípios e chegou à região norte de
São Paulo. Só foi identificada em variedades enxertadas sobre limão ‘Cravo’.
Pesquisas mostram que os vasos do floema, que levam os produtos gerados
na fotossíntese para toda a planta, inclusive a raiz, ficam bloqueados. Sem
alimento, a árvore morre.
A disseminação da MSC e a forma de distribuição nos talhões afetados,
além de outros fatores, indicam semelhanças com a tristeza dos citros.
Suspeita-se que a doença seja causada por um vírus, provavelmente
transmitido pelo pulgão preto, Toxoptera citricarpa, o mesmo vetor da tristeza
dos citros, doença que atacou a citricultura na década de 40.
Os sintomas mais característicos da MSC são: amarelecimento da parte
interna da casca do porta-enxerto, ausência de radicelas e perda de brilho das
folhas. Outros sintomas podem ou não ocorrer, como seca de ponteiros,
desfolha, falta de brotações e morte repentina da planta com os frutos ainda
aderidos (FUNDECITRUS, 2007).
20
1.6.5 - Clorose Variegada dos Citros ou Amarelinho
Figura10:
Folha e frutos com sintomas de amarelinho (Fonte: Fundecitrus).
A Clorose Variegada dos Citros (CVC) ou Amarelinho foi identificada
oficialmente no Brasil em 1987 em pomares do Triângulo Mineiro e do Norte e
Noroeste do Estado de São Paulo. Embora essas sejam as regiões mais
afetadas até hoje, ela já está presente em quase todas as áreas citrícolas do
país.
A CVC é causada pela bactéria Xylella fastidiosa que, restrita ao xilema
da planta, provoca o entupimento dos vasos. A produção do pomar afetado
pela doença cai rapidamente, seus frutos vão ficando duros e amadurecem
precocemente. A bactéria é transmitida e disseminada nos pomares por insetos
vetores.
Os primeiros sintomas são vistos nas folhas, passam posteriormente
para os frutos e acabam afetando toda a planta. Quanto mais nova a planta,
maior a chance de ser infectada. Uma folha com sintomas de CVC mostra na
face superior pontuações circulares de cor amarela. Na face inferior, apresenta
lesões de cor palha, às vezes necrosadas. Com o agravamento da doença, os
frutos ficam queimados pelo sol, com tamanho reduzido, endurecidos e com
maturação precoce. Nesse estágio, são imprestáveis para o comércio
(FUNDECITRUS, 2007).
21
1.6.6 - Greening
Figura 11: a – folha, b - fruto e c – ramos com sintomas de greening. d:
psilídeo Diaphorina citri, vetor da doença nas Américas (Fonte: Fundecitrus).
O “greening”, também chamado de “huanglongbing” (HBL), é uma
doença de difícil controle, provavelmente originária da China, e hoje afetando
seriamente a produção de citros na Ásia e na África. A primeira observação do
“greening” nos pomares brasileiros foi em março de 2004. Um grupo de
pesquisadores brasileiros e franceses iniciou os estudos para a identificação da
doença (FUNDECITRUS, 2007).
O agente causal da doença é uma bactéria pleomórfica, gram-negativa e
limitada ao floema. Antes da constatação no Brasil, existiam duas formas de
bactérias causadoras do “greening”: Candidatus liberibacter africanus,
associada à forma africana da doença, sensível a temperaturas elevadas,
sendo seu ótimo entre 20 e 25 ºC, e Candidatus liberibacter asiaticus,
associada à forma asiática, tolerante a temperaturas mais elevadas (25 a 32
ºC). Essas bactérias afetam o floema, impedem o fluxo normal da seiva,
provocam a redução do tamanho e deformação dos frutos e definhamento da
a
b
c
d
22
árvore. A distribuição das bactérias na planta é bastante irregular (ROSSETTI,
2001). A transmissão das formas africana e asiática ocorre por vetores, que
são duas espécies de psilídeos: Trioza erytreae, que ocorre na África; e
Diaphorina citri, que é encontrada na Ásia, África e também nas Américas.
O “greening” diagnosticado em São Paulo é atribuído majoritariamente a
uma nova bactéria, denominada Candidatus liberibacter americanus, embora a
ocorrência de Candidatus liberibacter asiaticus também tenha sido detectada
(TEIXEIRA et. al., 2005
a,b).
No Estado de São Paulo acredita-se que a doença seja transmitida pelo
psilídeo D. citri, comum nos pomares brasileiros e na planta ornamental
conhecida como falsa murta (Murraya paniculata). A bactéria Candidatus
liberibacter americanus também foi detectada nesta Rutaceae ornamental
(LOPES et al., 2005). Não existe nenhuma variedade de copa ou porta-enxerto
de citros resistente a doença (FUNDECITRUS, 2007).
Nas décadas de 60 e 70, a Cromatografia em Camada Delgada (TLC) foi
empregada com sucesso na indexação e diagnose do “greening” em plantas
cítricas (SCHWARZ, 1968; VAN VUUREN & da GRAÇA, 1977), devido à
ocorrência de um composto fenólico glicosilado, identificado como um éster de
glicose do ácido gentísico nas plantas doentes (FELDMAN & HANKS, 1969). A
forma aglicona do marcador, o ácido gentísico (AG) (Figura 12), é um
composto fenólico encontrado em diversas plantas, cuja quantidade aumenta
consideravelmente nos tecidos cítricos afetados pelo “greening” (VAN
LELYVELD et al., 1988; HOOKER et al., 1993). Entretanto, a quantidade deste
composto não está correlacionada à tolerância ou suscetibilidade ao “greening”
(VAN LELYVELD et al., 1988). EL-MOUSALLAMY et al. (2000) também
identificaram um derivado glicosilado de ácido gentísico (ácido 2,5-
dihidroxibenzóico 2-O-
4
C
1
-glicopiranose, também chamado de Orbicularina)
(Figura 12) em Cotoneaster orbicularis, enquanto KOVÁCS et al. (2004)
encontraram o derivado glicosilado do ácido gentísico em vinho branco. Por
sua vez, SCHWARZ & VAN VUUREN (1970) observaram estreita correlação
na presença do marcador fenólico como indexador de HBL em laranjas doces,
mandarinas e tangelos. Entretanto, pouca correlação em limões e grapefruits.
23
O
OH
OH
OH
HO
O
O
OH
HO
OH
O
OH
HO
AG Orbicularina
Figura 12.
Estruturas moleculares do Ácido Gentísico (AG) e da Orbicularina.
VAN VUUREN & da GRAÇA (1977) compararam variações na forma de
extração, concentração do extrato aquoso e separação cromatográfica e
determinaram que a extração sem concentração, com posterior resolução em
butanol saturado com água, representa a forma mais reprodutível e eficaz para
ser empregada como método de diagnóstico para o “greening”, detectando
inclusive plantas assintomáticas como positivas para “greening”. MELLO et al.
(1974) observaram a ocorrência de um marcador fluorescente de mesmo Rf,
identificado como o marcador do “greening”, em plantas doentes de etiologia
desconhecida e em plantas com Tristeza no Brasil. HOOKER et al. (1993)
detectaram AG em citros infectadas com CTV, embora em concentração
estatisticamente menor que em plantas com “greening”. FELDMANN & HANKS
(1969) identificaram o ácido gentísico glicosilado também em plantas com
“stubborn”, “dieback” e “stem pitting” (CTV), embora a natureza do agente
causal destas doenças possa ser questionada devido ao desconhecimento do
patógeno quando da realização do estudo. Por sua vez, SCHWARZ não
constatou a ocorrência do marcador violeta-fluorescente em plantas com
TRISTEZA (SCHWARZ, 1968). A diagnose do greening através da PCR vem
sendo efetuada rotineiramente no laboratório de Diagnose de Doenças e
Pragas do Fundecitus. A comparação destes resultados com a diagnose
experimental do greening via TLC vem apresentando resultados promissores
(WULFF, N.A., comunicação pessoal).
Vários estudos reportam que compostos fenólicos presentes em
espécies vegetais, exibem papel importante na resistência de plantas a pragas
24
e doenças. Quanto maior for o teor desses compostos, melhor é a resistência
(LEGE et al., 1995; FERNÁNDEZ et al., 1996). Também se deve mencionar
que glicosídeos de ácido gentísico foram identificados como derivados de ácido
salicílico, um composto conhecido por ser sintetizado em diversas plantas
durante as respostas de defesa (EL-MOUSALLAMY et al., 2000). Ademais, o
estudo da distribuição do ácido gentísico e da forma glicosilada fornece
subsídios para aumentar a compreensão da relação patógeno-hospedeiro
nesta interação. LELYVELD & VAN VUUREN (1988a) mostraram que a
atividade da enzima peroxidase é maior em plantas sadias quando comparadas
com plantas afetadas pelo “greening”. O ácido gentísico, que é encontrado em
maiores quantidades em plantas doentes, é um inibidor da atividade desta
enzima (LELYVELD & VAN VUUREN, 1988b).
Estudando a distribuição deste marcador fenólico (ácido gentísico e o
ácido gentísico glicosilado) em plantas cítricas infectadas pelo “greening”
pretende-se diagnosticar a ocorrência de plantas com “greening” através de
TLC. O desenvolvimento de ferramentas de diagnose mais rápidas, eficazes e
de baixo custo, pode facilitar estudos de distribuão espacial da doença,
transmissão do agente causal e diagnose para fins de erradicação. Entretanto,
diversos estudos são necessários.
A disponibilidade de ferramentas analíticas de alta sensibilidade e
precisão pode ser empregada para validar os resultados obtidos através de
TLC, bem como permitir a caracterização do marcador. Embora o fenol
glicosilado marcador tenha sido quimicamente caracterizado (FELDMAN &
HANKS, 1969), é necessário confirmar sua natureza neste estudo através de
técnicas modernas como o HPLC (EL-MOUSSALAMY et al., 2000), visando
identificar de forma inequívoca todas as plantas com “greening”.
25
2 – Objetivos
2.1 - Objetivo Geral
Nas áreas de biologia e química de microrganismos, principalmente de
produtos naturais, os trabalhos visando entender e manipular as interações de
plantas com sua microbiota associada vem adquirindo cada vez mais atenção e
importância. Neste contexto as fitopatogenias são responsáveis por grandes
prejuízos anuais na agricultura, principalmente no que se remete a
comercialização de Citrus, uma vez que o Brasil é o maior produtor mundial de
frutas cítricas e consequentemente acometido por diversas doenças em seus
laranjais. Dessa forma, fazem-se necessários estudos que tragam uma melhor
compreensão das interações envolvidas entre as plantas da espécie Citrus com
os seus respectivos fitopatógenos. Sendo assim, o objetivo geral deste trabalho
é o de desenvolver ferramentas analíticas que nos possibilite estudar as
patogenias de Citrus tanto do ponto de vista da planta quando do
microrganismo, proporcionando assim, diagnósticos mais precisos e a busca
de inibidores mais eficazes no combate ao desenvolvimento dessas doenças.
2.2 - Objetivos Específicos
Os objetivos específicos dos trabalhos descritos nessa tese, que
forneceram os casos exemplares aplicados nas discussões gerais, para se
entender o objetivo exposto acima (
2.1), foram os seguintes:
2.2.1 - Coletar materiais vegetais de Citrus em suas várias partes (casca dos
frutos, folhas, ramos e casca do tronco) e estudar a composição química
das mesmas;
2.2.2 - Desenvolver metodos analíticos via HPLC-UV-MS e HPLC-MS/MS
como ferramentas para o estudo do perfil químico dos materiais vegetais
de Citrus sadios e com sintomas de doenças;
26
2.2.3 - Analisar os metabólitos secundários envolvidos na interação entre
espécies de Citrus frente a fungos fitopatogênicos;
2.2.4 - Isolar e identificar os metabólitos secundários provenientes dos
microrganismos fitopatogênicos de Citrus quando desenvolvidos em
meios de cultivo artificial.
2.2.5 –
Quantificar os metabólitos secundários (micotoxinas) dos
microrganismos fitopatogênicos quando desenvolvidos em seus
hospedeiros (Citrus) para avaliar o acúmulo destas moléculas na planta.
27
3 - Procedimento Experimental
3.1 – Materiais
a) Suporte para cromatografia:
- Sílica gel 230-400 mesh (Sílica Flash), para cromatografia em coluna;
- Sílica gel 70-230 mesh (Sílica comum), para cromatografia em coluna;
- Sílica 60 H Mesh para cromatografia em coluna;
- Sílica gel 60 PF
254
, para cromatografia em camada delgada preparativa
(CCDP).
b) Eluentes para cromatografia:
- Foram utilizados solventes comerciais, destilados no DQ-UFSCar;
- Foram utilizados solventes PA da Merck, Synth, Vetex, Reagen e outros;
- Solventes de grau cromatográfico Merck, Aldrich;
-Solventes grau HPLC JT Baker
c) Solventes utilizados para a obtenção dos espectros de RMN:
- Solventes deuterados da Merck e Aldrich 98-99,9 %
d) Substâncias utilizadas para o isolamento e cultivo dos
microrganismos:
- Álcool 70%
- Hipoclorito de sódio 11%
- Dextrose – Mallinckrodt
- Agar bacteriológico – DIFCO, Henrifarma
- Batata inglesa
- Milho de canjica Ioki
28
e) Papel de filtro:
- JProlab, JP40 Quantitativo = 12.5 cm
- INLAB tipo 10, porosidade 3,0 µm
f) Cartucho de extração em fase sólida:
- Supelco LC-18/3 mL
- Aminopropil SPE cartridge Varian, 3 mL / 500 mg
g) Colunas Cromatográficas:
- Shimadzu CLC-phenil (25 cm x 4.6 mm)
- Alltech, Inertisil 250 x 4.6 mm, 5 µm, Deerfield, IL)
3.2. Equipamentos Utilizados
a) Espectrômetro de massas:
- MICROMASS Quattro LC
- Waters Quattro Premier™ T-Wave™
b) HPLC:
- Waters Alliance 2795
- HPLC-DAD Shimadzu: controladora SCL-10Avp, bombas LC-10AD e LC-
10ADvp, autoinjetor SIL-10ADvp, detector SPD-M10Avp PDA e degaseificador
DGU-14A.
c) Espectrômetro de RMN:
- Brüker ARX – 200
- Brüker DRX – 400
29
d) Evaporadores Rotativos:
- Evaporador Rotativo TECNAL (TE 120)
- Rotavapor Büchi 461 – water bath (EL 131)
e) Estufa de secagem e esterilização:
- FANEN – 315 SE
f) Balança analítica:
- Mettler P163
g) Câmara de fluxo laminar:
- Veco VL FS – 12M
h) Estufa incubadora:
- FANEM 347 CD
i) Autoclave vertical:
- Phoenix AV 75
j) Banho de ultra-som:
- Branson 1510, Danbury, CT)
k) Turvo Vap:
- TurboVap II, Zymark
30
l) Moinho de facas:
- TECNAL Turratec
31
3.3 - Metodologias de Análise dos Metabólitos Secundários
Presentes Em Citrus Através de HPLC/UV-MS
Esse tópico relata o desenvolvimento de um método de análise dos
compostos presentes no enxerto de citros utilizando a técnica de HPLC/UV-
MS. O objetivo de desenvolver estas metodologias visa analisar, com
pequenas quantidades de material vegetal, substâncias polares e de polaridade
intermediária presentes nas folhas de plantas cítricas.
3.3.1 - Coletas dos Materiais Botânicos
As folhas de citros, provenientes da enxertia de Citrus sinensis e Citrus
limonea, utilizadas no desenvolvimento desse trabalho foram coletadas em
uma plantação de propriedade da Fazenda Jamaica que se encontra localizada
na Rodovia Eng. Thales de L. Peixoto Jr. Km 272 Sul (entre Ribeirão Preto e
São Carlos). Essa coleta foi realizada no dia 03 de novembro de 2005.
3.3.2 - Metodologia de Análise dos Compostos Polares
Presentes Nas Folhas do Enxerto
3.3.2.1 - Extração e Pré-purificação dos Compostos Polares
Presentes nas Folhas do Enxerto
As folhas de citros depois de coletadas foram lavadas em água corrente
para a remoção de alguns resíduos do ambiente. Em seguida, foram colocadas
para desidratação em estufa circular com temperatura controlada de 45
o
C
overnight. O material seco foi moído em moinho de facas (TECNAL Turratec
)
até a total pulverização.
A uma massa de 200 mg das folhas secas e moídas adicionou-se 10,0
mL de H
2
O:CH
3
CN (7:3 v/v).
32
Essa suspensão foi submetida a banho de ultra-som por um período de
15 min e filtrada em funil analítico com o auxílio de papel de filtro (INLAB tipo
10, porosidade 3,0 µm). Ao extrato filtrado adicionou-se 5,0 mL de CHCl
3
.
A pré-purificação consistiu em centrifugar as duas fases formadas por 5
minutos com o intuito de otimizar a separação. Em seguida, descartou-se a
fase orgânica e obteve-se uma alíquota de 1,0 mL da fase aquosa.
Uma alíquota de 20,0 µL dessa solução foi analisada por HPLC-UV.
Todo esse procedimento está ilustrado na Figura 13 representada
abaixo.
Figura 13. Extração e pré-purificação dos compostos polares.
3.3.2.2 - Condições Cromatográficas Utilizadas Durante a
Análise dos Compostos Polares Presentes no Extrato de
Folhas de Citrus
Todas as análises cromatográficas foram realizadas em um HPLC-DAD
Shimadzu equipado com uma controladora SCL-10Avp, bombas LC-10AD e
LC-10ADvp, autoinjetor SIL-10ADvp, detector SPD-M10Avp PDA e
degaseificador DGU-14A, utilizando coluna Shimadzu CLC-phenil (25 cm x 4.6
mm).
As análises foram realizadas no modo reverso de eluição utilizando
CH
3
CN:MeOH 1:1 acidificado com 1% de ácido fórmico como sistema B e H
2
O
acidificado com 1% de ác. fórmico como sistema A. A eluição foi realizada no
modo gradiente de eluição como está representado na Tabela 1 onde foi
aplicado uma vazão de 0,7 mL/min e o volume de injeção foi de 25 µL. A faixa
33
de monitoramento no DAD foi de 200 – 370 nm, porém todas as análises foram
monitoradas a 333 nm.
Tabela 1. Eluição gradiente utilizada durante a análise dos extratos polares das
folhas de citros.
T (min) CH
3
CN:MeOH 1:1 1%
ác. fórmico (%)
H
2
O 1% ác. fórmico
(%)
1 10 90
15 15 85
20 18 82
25 18 82
30 20 80
40 40 60
45 100 0
50 100 0
3.3.3 - Metodologia de Análise dos Compostos de Polaridade
Intermediária Presentes Nas Folhas do Enxerto
3.3.3.1 - Extração e Pré-purificação dos Compostos de
Polaridade Intermediária Presentes nas Folhas do Enxerto
As mesmas folhas desidratadas e moídas utilizadas no desenvolvimento
de análise dos compostos polares foram utilizadas no desenvolvimento de
análise dos compostos de polaridade intermediária.
A uma massa de 200 mg das folhas secas e moídas adicionou-se 10,0
mL de Acetonitrila.
Essa suspensão foi submetida a banho de ultra-som por um período de
15 min e filtrada em funil analítico com o auxílio de papel de filtro (INLAB tipo
10, porosidade 3,0 µm). Do filtrado obtido, uma alíquota de 5,0 mL foi
adicionada a 25 mL de água Milli-Q.
A pré-purificação foi realizada ativando-se, previamente, um cartucho de
extração em fase sólida (Supelco LC-18/3 mL) com 5,0 mL de acetonitrila e
condicionando-o com 5,0 mL de água Milli-Q. Em seguida, no cartucho de EFS
34
foi aplicada a solução do extrato preparada anteriormente. O eluído obtido foi
descartado. As substâncias adsorvidas ao cartucho de SPE foram, então,
eluídas com 3,0 mL de THF.
Uma alíquota de 20,0 µL dessa solução foi analisada por HPLC-UV.
Todo esse procedimento está ilustrado na Figura 14 representada
abaixo.
Figura 14. Extração e pré-purificação dos compostos de polaridade
intermediária.
3.3.3.2 - Condições Cromatográficas Utilizadas Durante A
Análise dos Compostos de Polaridade Intermediária Presentes
no Extrato de Folhas de Citrus
Todas as análises cromatográficas foram realizadas em um
equipamento HPLC-DAD com a mesma configuração descrita anteriormente,
para as análises dos compostos polares.
As análises também foram realizadas no modo reverso de eluição
utilizando CH
3
CN:MeOH 1:1 v/v acidificado com 1% de ácido fórmico como
sistema B e H
2
O acidificado com 1% de ác. fórmico como sistema A. A eluição
foi realizada no modo gradiente como está representado na Tabela 2 onde foi
aplicado uma vazão de 0,8 mL/min e o volume de injeção foi de 25 µL. A faixa
de monitoramento no DAD foi de 200 – 370 nm, porém todas as análises foram
monitoradas a 333 nm.
35
Tabela 2. Eluição gradiente utilizada durante a análise dos extratos de
polaridade intermediária das folhas de citros.
T (min) CH
3
CN:MeOH 1:1 1%
ác. fórmico (%)
H
2
O 1% ác. fórmico
(%)
1 50 50
18 50 50
20 100 0
30 100 0
36
3.3.4 - Aplicação da Metodologia de Análise dos Compostos
Polares Presentes em Citrus em Plantas Com Sintomas da
Doença Morte Súbita dos Citros (MSC)
Nesta etapa do trabalho, utilizou-se nas cascas do tronco do enxerto de
C. sinensis (laranja pêra) sobre C. limonea (limão cravo) a metodologia
previamente desenvolvida para analisar os compostos polares presentes nas
folhas de citros (Itens 3.3.2 e 3.3.3). O intuito deste experimento foi avaliar a
diferença no metabolismo secundário tanto da copa (laranja pêra) quanto do
cavalo (limão cravo) de plantas sadias e de plantas doentes. O sintoma que
evidencia uma planta doente é a presença de coloração amarelada apenas no
cavalo do enxerto, enquanto que na copa não se evidencia qualquer mudança
aparente na coloração (Figura 15).
Figura 15.
Região da copa onde foi realizada enxertia de C. sinensis (laranja
pêra) sobre C. limonea (limão cravo) apresentando sintoma de MSC no cavalo
do enxerto.
3.3.4.1 - Coletas dos Materiais Botânicos de Plantas Sadias e
Com Sintomas de MSC
Todos os materiais vegetais utilizados nesse trabalho, provenientes da
enxertia de Citrus sinensis sobre Citrus limonea, foram cedidos pelo
FUNDECITRUS – Fundo de Defesa da Citricultura. As plantas, tanto com
sintomas quanto sem sintomas da doença MSC, foram coletadas pelos
técnicos do FUNDECITRUS em fazendas da região de Comendador Gomes e
Citrus limonea
(Cavalo)
Citrus sinensis
(Copa)
Coloração
Amarelada
37
Frutal e as discusões de sintomatologia foram realizadas com o pesquisador
Dr. Nelson Arno Wulff.
3.3.4.2 - Extração, Pré-purificação e Condições
Cromatográficas Utilizadas na Análise dos Compostos Polares
Presentes nas Cascas do Tronco do Enxerto
Em um primeiro momento, tanto a extração quanto a pré-purificação dos
compostos polares presentes nas cascas do tronco do enxerto de citros foram
as mesmas realizadas anteriormente descritas no tópico 3.3.2.1 (Página 31)
para as folhas do enxerto. As condições cromatográficas também foram as
mesmas realizadas anteriormente para a análise dos compostos polares
presentes nas folhas do enxerto, como descritas no tópico 3.3.2.2 (Página 32).
Porém, em um segundo momento, houve a necessidade de realizar a
adaptação do método anteriormente desenvolvido para uma nova coluna
cromatográfica, devido à constatação de que a coluna cromatográfica
Shimadzu CLC-phenil (250 mm x 4,6 mm) que estava sendo utilizada havia
perdido a sua eficiência.
3.3.4.3 Novas Condições Desenvolvidas Para a Análise dos
Compostos Polares Presentes nas Cascas do Tronco do
Enxerto
A extração e a pré-purificação dos compostos polares presentes nas
cascas do tronco do enxerto de citros continuaram sendo as mesmas descritas
no tópico
3.3.2.1 (Página 31).
O equipamento utilizado durante as análises consistiu de um HPLC
(Waters Alliance 2795, Manchester, UK) acoplado a um espectrômetro de
massas com analisador duplo quadrupolar (Waters Quattro Premier
TM
T-
Wave
TM
, Manchester, UK). Para a otimização dos parâmetros cromatográficos,
bem como as sintonias realizadas no espectrômetro de massas, foi utilizada
uma coluna analítica ODS (Alltech, Inertisil 250 x 4,6 mm, 5 µm, Deerfield, IL)
onde foram injetados 15 µL do extrato da copa de uma planta com sintomas de
38
MSC realizado de acordo com o tópico 3.3.2.1 (Página 31). Para o ajuste da
sintonia utilizou-se uma vazão de 0.9 mL/min da fase móvel isocrática
metanol:água 1:1 v/v, ambas acidificadas com 1% de ácido fórmico, onde a
entrada da amostra no espectrômetro de massas foi ajustada com o auxílio de
um splitter para a proporção de 2:1 (descarte:MS). As amostras foram
ionizadas utilizando uma fonte de electrospray (ES) operando no modo
negativo onde a temperatura do bloco da fonte estava ajustada com a
temperatura de 100
o
C e a temperatura do probe ajustada em 300
o
C. O fluxo
do gás de secagem bem como os parâmetros de ionização do capilar, cone e
extrator foram ajustados utilizando infusão direta na fonte de ES. Os fluxos de
nitrogênio do nebulizador e do gás de desolvatação foram ajustados em 20 e
500 L/h. A voltagem do capilar foi mantida em 3.00 kV durante todo o
experimento. Para o monitoramento do composto com íon pseudo-molecular
[M-H]
-
= 593 nos extratos foram realizados experimentos de SRM (selected
reaction monitoring), onde a transição 593 353 foi a que apresentou maior
sensibilidade mantendo a voltagem do cone em 60 V e a energia de colisão em
35 eV. Ainda, para o monitoramento do composto em questão a transição 593
473 também foi monitorada com a função de transição de confirmação, onde
esta apresentou maior sensibilidade mantendo a voltagem do cone em 60 V e a
energia de colisão em 30 eV. Os parâmetro de dwell-time e inter-scan delay
também foram otimizados visando obter maior sensibilidade para o analito. Os
valores que implicaram em melhor sensibilidade foram registrados através dos
valores 0.1 e 0.01, respectivamente. A pressão do gás de colisão (argônio) foi
mantida em 3.76.e
-3
mbar durante todos os experimentos.
Durante o monitoramento do íon pseudo-molecular [M-H]
-
= 593 utilizou-
se eluição no modo gradiente com um tempo de análise de 16 min (Tabela 3).
Todos os outros parâmetros utilizados foram os mesmo aplicados no
desenvolvimento descrito acima.
39
Tabela 3. Eluição gradiente utilizada durante as análises de plantas com
sintomas de MSC.
T (min) MeOH 1% ác. fórmico
(%)
H
2
O 1% ác. fórmico
(%)
0.00 30 70
10.0 75 25
11.0 100 0
16.0 100 0
3.4 - Isolamento e Identificação dos Metabólitos Secundários
de Alternaria alternata
3.4.1 - Obtenção do Microrganismo Isolado Alternaria alternata
O fungo fitopatogênico Alternaria alternata f. sp. citri isolado dos frutos
de tangerina contendo sintomas da doença mancha marrom de alternaria nos
foi cedido pelo Dr. Eduardo Feichtenberger, pesquisador da Unidade de
Pesquisa e Desenvolvimento de Sorocaba APTA Regional/SAA. Esta linhagem
se mantinha cultivada em placa de Petri contendo meio sólido BDA – “batata,
dextrose e ágar”.
3.4.2 - Cultivo de A. alternata em milho
O fungo A. alternata foi cultivado em milho de canjica com umidade de
50% v/m. O milho de canjica da marca Ioki
foi dividido em 31 Erlenmeyers de
500 mL de modo a conter 100g de milho em cada frasco somando um total de
3,1 Kg de meio de cultivo. Em seguida adicionou-se 50 mL de H
2
O destilada
(50 % de umidade). Outros 3 Erlenmeyers foram preparados da mesma
maneira para servirem de testemunha (branco).
Os frascos contendo o meio foram esterilizados em autoclave por 20
minutos sob temperatura de 120
o
C e pressão de 1 atm. Em seguida, em
capela de fluxo laminar, com o auxílio de uma lâmina e alça de platina,
40
pequenas quantidades da cultura de A. alternata foram retiradas da placa de
Petri e inoculadas aos meios anteriormente preparados.
O fungo foi mantido em cultivo por um período de 30 dias a 25
o
C.
3.4.3 - Extração dos Metabólitos Secundários de A. alternata
Os extratos dos metabólitos secundários de A. alternata cultivado em
milho foram obtidos utilizando EtOH, CH
2
Cl
2
e MeOH. Os extratos foram
realizados tanto do meio sólido intacto (grãos de milho inteiros) quanto do meio
sólido moído em moinho (TECNAL Turratec
).
O
Fluxograma 1 a seguir apresenta os extratos obtidos tanto para o
branco quanto para o meio cultivado, bem como o tempo de extração:
Fluxograma 1.
Extratos obtidos de A. alternata cultivada em milho.
Alternaria alternata f. sp. citri
3,1 Kg de milho de canjica
200 mL de Etanol 24 h
43 g
200 mL de Etanol meio moído 24 h
28 g
200 mL de CH
2
Cl
2
meio moído 5 dias
(08/07/04 até 13/07/04)
200 mL de CH
2
Cl
2
meio moído 6 dias
(13/07/04 até 19/07/04)
200 mL de MeOH meio moído 13 dias
(22/07/04 até 10/08/04) 8,5 g
Unidos 47 g
41
3.4.4 - Isolamento dos Metabólitos Secundários de A. alternata
Iniciou-se o isolamento dos metabólitos secundários de A. alternata
cultivado em milho em grande escala. O primeiro extrato a ser fracionado foi o
extrato EtOH do meio intacto (sem moer) como ilustrado no Fluxograma 2 à
seguir.
42
Fluxograma 2. Isolamento dos metabólitos secundários de A. alternata.
Aa_EtOH_9:1_10_9
68,4403 mg
Aa_EtOH_9:1_10_9C
16,70 mg
1 ... ... 13
Aa_EtOH_9:1_10_9A
18,40 mg
Aa_EtOH_9:1_10_9B
2,80 mg
Alternaria alternata f. sp. citri
Extrato EtOH (42,27 g)
meio milho
Hexano 100% 2,0 L
(0,7484 g)
Hex: CH
2
Cl
2
1:1 2,0 L
(0,2350 g)
CH
2
Cl
2
100% 3,0 L
(1,8240 g)
CH
2
Cl
2
:MeOH 9:1 4,0 L
(1,5595 g)
CH
2
Cl
2
:MeOH 1:1 2,0 L
(13,5542 g)
MeOH 100% 2,0 L
(8,6859 g)
Aa_EtOH_9:1_11 e Aa_EtOH_9:1_12
1,3270 g
Aa_EtOH_9:1_10
280,0 mg
1 ... ... 15
Aa_EtOH_9:1_10_9B_A
15,60 mg
Aa_EtOH_9:1_10_9C_B
14,80 mg
a
b
c
d
e
a: Coluna cromatográfica de dimensões h x d = 32,0 x 5,5 cm empacotada com 269,4 g de
sílica comum
b: Coluna cromatográfica de dimensões h x d = 43,5 x 5,0 cm empacotada com 191,0 g de
sílica Flash. Eluição gradiente utilizando proporções de Hexano, CH
2
Cl
2
e MeOH, em
seguida misturas de CH
2
Cl
2
e MeOH e por final MeOH.
c: Coluna cromatográfica de dimensões h x d = 38,0 x 3,4 cm empacotada com 62,8 g de sílica
Flash. Eluição gradiente utilizando CH
2
Cl
2,
proporções de CH
2
Cl
2
e MeOH e por final
MeOH.
d: Cromatografia em camada delgada preparativa de dimensões h x d = 20,0 x 20,0 cm com
camada de 1 mm de sílica. Eluição utilizando CH
2
Cl
2
:MeOH 93:7.
e: Cromatografia em camada delgada preparativa de dimensões h x d = 20,0 x 20,0 cm com
camada de 1 mm de sílica. Eluição utilizando CH
2
Cl
2
:MeOH 93:7.
43
Fluxograma 2.1. Continuação do Fluxograma 2 para o isolamento dos
metabólitos secundários de A. alternata.
Aa_EtOH_9:1_11 e Aa_EtOH_9:1_12
1,3270 g
Aa_EtOH_9:1_11_13 e Aa_EtOH_9:1_11_14
45,9 mg
Aa_EtOH_9:1_11_3
41,7 mg
Aa_EtOH_9:1_11_5
alícota de 45,0 mg
1 ...
f
5A
12,9 mg
5B
4,20 mg
5C
3,80 mg
g
3B
14,1 mg
3A
1,10 mg
3C
2,60 mg
3D
8,20 mg
5F
1,60 mg
3E
4,10 mg
h
i
Aa_EtOH_9:1_11_13_1
36,2 mg
... 7
13_1B
0.40 mg
13_1A
1,20 mg
13_1C
30,3 mg
3DE
12,3 mg
Aa_EtOH_9:1_11_3DE_A
2,20 mg
Aa_EtOH_9:1_11_3DE_B
5,80 mg
j
k
f: Coluna cromatográfica de dimensões h x d = 40,0 x 3,0 cm empacotada com 76,7 g de sílica
Flash. Eluição gradiente utilizando proporções de CH
2
Cl
2
e MeOH e por final MeOH.
g: Cromatografia em camada delgada preparativa de dimensões h x d = 20,0 x 20,0 cm com
camada de 1 mm de sílica. Eluição utilizando CH
2
Cl
2
:MeOH 94:6.
h: Cromatografia em camada delgada preparativa de dimensões h x d = 20,0 x 20,0 cm com
camada de 1 mm de sílica. Eluição utilizando CH
2
Cl
2
:MeOH 94:6.
i: Cromatografia em camada delgada preparativa de dimensões h x d = 20,0 x 20,0 cm com
camada de 1 mm de sílica. Eluição utilizando CH
2
Cl
2
:MeOH 93:7.
j: Coluna cromatográfica de dimensões h x d = 72,0 x 2,40 cm empacotada com Sephadex LH
20. Eluição isocrática utilizando MeOH.
K: Cromatografia em camada delgada preparativa de dimensões h x d = 20,0 x 20,0 cm com
camada de 1 mm de sílica. Eluição utilizando CH
2
Cl
2
:MeOH 90:10.
44
3.4.5 - Desenvolvimento da Análise Via HPLC-UV Para a
Construção da Curva de Produção do Alternariol e Alternariol
Monometil Éter
Neste tópico está relatado o desenvolvimento de análise via HPLC-UV
para a construção da curva de produção das micotoxinas alternariol (AOH) e
alternariol monometil éter (AME). Essas micotoxinas foram detectadas nos
extratos de A. alternata cultivado em milho, como relatado anteriormente.
3.4.5.1 - Cultivo de A. alternata em Milho Visando a Produção
dos Metabólitos Secundários
O fungo A. alternata foi cultivado em milho de canjica com umidade de
50% v/m, como descrito no tópico 3.4.2 (Página 39) Algumas modificações
foram efetuadas com o intuito de reduzir a quantidade do meio de cultivo e
otimizar a extração dos metabólitos a serem analisados. Num total de 30
erlenmeyers de 100 mL foram adicionados 20 g de milho de canjica moída em
cada frasco.
3.4.5.2 - Condições Cromatográficas (HPLC-UV)
Todas as análises cromatográficas foram realizadas em um HPLC-UV
Shimadzu equipado com uma controladora SCL-10Avp, bombas LC-10AD e
LC-10ADvp, autoinjetor SIL-10ADvp, detector SPD-M10Avp PDA e
degaseificador DGU-14A. utilizando coluna PHENOMENEX PHENOSPHERE
ODS (250 x 4,6 mm, 5 µm, 80 Å). As análises foram realizadas no modo reverso
de eluição, utilizando CH
3
CN:MeOH 1:1 v/v acidificado com 1% de ác. fórmico
como sistema B e H
2
O acidificado com 1% de ác. fórmico como sistema A. A
eluição foi realizada no modo isocrático com 70% de B por 20 minutos. Todas
as análises foram monitoradas a 340 nm.
45
3.4.5.3 - Construção das Curvas de Calibração de AME e AOH
Para a realização das curvas de produção das duas micotoxinas
encontradas em A. alternata construiu-se curvas de calibração externa em
MeOH para cada uma delas. Para tanto, utilizou-se concentrações de 2 a 1000
µg/mL para o composto AME e concentrações de 10 a 5200µg/mL para o
composto AOH.
3.4.5.4 - Extração e Pré-Purificação dos Metabólitos
Secundários de A. alternata Visando a Construção da Curva de
Produção de AME e AOH
Na segunda etapa deste trabalho, as micotoxinas AME e AOH foram
utilizadas como padrões para o monitoramento da produção das mesmas
durante o metabolismo de A. alternata ao longo de 30 dias. Para o
desenvolvimento dessa etapa realizou-se o cultivo do microrganismo em escala
reduzida utilizando 30 frascos de Erlenmeyer de 100 mL contendo 20 g de
milho tipo canjica (Ioki
) com 50 % de umidade (m/v) cada. Entre os intervalos
de 5 dias foram realizadas extrações dos metabólitos secundários de A.
alternata. Essas extrações foram realizadas em triplicata (três frascos do meio
de cultivo) adicionando-se 40 mL de EtOH em cada frasco e filtrando a
suspensão em funil de Büchner com papel de filtro (INLAB tipo 10, porosidade
3,0 µm). Esse procedimento foi repetido por três vezes para cada frasco
obtendo-se um volume total de 120 mL.
A pré-purificação foi realizada condicionando, previamente, um cartucho
de extração em fase sólida (Supelco LC-18/3 mL) com 10 mL de EtOH. Em
seguida, o cartucho de SPE foi eluído com 50,0 mL da solução do extrato
realizado anteriormente. O eluído obtido foi analisado via HPLC injetando-se 10
µL. As substâncias interferentes retidas no cartucho de SPE foram, então,
eluídas com 5,0 mL de CH
3
CN e descartadas.
Todo esse procedimento está ilustrado na Figura 16 representada
abaixo.
46
Figura 16.
Extração e pré-purificação dos metabólitos secundários de A.
alternata.
3.4.6 – Quantificação de Alternariol e Alternariol Monometil Éter
No Flavedo e No Albedo de Tangerinas (Citrus reticulata) Com
Sintomas de Mancha Marrom de Alternaria
Todos os dados referentes a este item estão apresentados no trabalho
publicado de MAGNANI et. al. 2007.
3.4.6.1 – Material Vegetal
As tangerinas utilizadas neste experimento (Citrus reticulata), com e sem
sintomas da doença mancha marrom de alternaria, foram coletadas na cidade
de Aguaí localizada no centro do estado de São Paulo no mês de abril de 2004.
Frutos saudáveis também foram coletados em um supermercado na cidade do
Recife, capital do estado de Pernambuco, região onde a doença aqui estudada
ainda não foi encontrada. As tangerinas utilizadas durante este experimento
foram manualmente descascadas com o auxílio de uma faca de forma a
separar o albedo do flavedo. Esses dois materiais foram desidratados em
estufa sob temperatura de 45
o
C durante três dias e em seguida esse material
foi moído em moinho de facas (TECNAL Turratec
) até a forma de pó.
47
3.4.6.2 – Solução de Padrões e Curvas Analíticas
Foram preparadas em metanol (JT Baker, grau HPLC, Ecatepec,
Mexico) soluções estoque para o AOH e para o AME na concentração de 100
µg/mL. As soluções de trabalho foram preparadas nas concentrações de 0,1;
0,2; 0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 ng/mL (ppt) através da diluição da solução estoque.
Alíquotas de 1 mL das soluções de trabalho foram adicionadas a 9 mL de
acetonitrila (JT Baker, grau HPLC, Ecatepec, Mexico) onde estas soluções
foram adicionadas a 200 mg do flavedo desidratado e moído. Em seguida foi
realizado o procedimento descrito no item 3.4.6.3. O mesmo procedimento foi
realizado para o albedo.
As curvas de calibração foram obtidas em replicatas de seis. O intervalo
dinâmico utilizado foi de 0,5 a 20 µg/kg em todas as análises. As curvas de
calibração foram obtidas usando um fator de peso de 1/X plotando a
concentração (µg/kg) no eixo x e a área obtida pela integração da banda
produzida pelo experimento de SRM no eixo y.
3.4.6.3 – Extração e Preparo de Amostra
O procedimento utilizado para a extração e preparo de amostra foi
realizado como uma adaptação do trabalho de LAU et. al., 2003. Tanto o
flavedo quanto o albedo (200 mg) foram extraídos com 10 mL de acetonitrila
(JT Baker, grau HPLC, Ecatepec, Mexico) contendo 1% de ácido acético (JT
Baker, Ecatepec, Mexico). Esta suspensão foi mantida em banho de ultra-som
(Branson 1510, Danbury, CT) durante 5 min e em seguida filtrada. Tanto o
papel de filtro (JProlab, JP40 Quantitativo = 12.5 cm, São José dos Pinhais,
Brasil) quanto o funil analítico utilizados no procedimento de filtração foram em
seguida lavados três vezes com 2 mL do mesmo solvente de extração. Logo
após, o solvente foi evaporado sob fluxo contínuo de nitrogênio (TurboVap II,
Zymark, Hessen, Germany) com temperatura controlada de 58
o
C e o resíduo
foi reconstituído com 1.5 mL de acetato de etila (JT Baker, HPLC grade,
Ecatepec, Mexico).
48
O preparo da amostra constituiu de clean-up aplicando o extrato
reconstituído em acetato de etila em cartucho de SPE contendo fase
estacionária aminopropil (Varian, 3 mL/500 mg, Palo Alto, Ca) previamente
condicionado com 6 mL de diclorometano (JT Baker, grau HPLC, Ecatepec,
Mexico). Em seguida, o cartucho foi lavado com 2 mL de acetona (JT Baker,
grau HPLC, Ecatepec, Mexico) e com 2 mL de acetonirila. Para a eluição dos
alternarióis foram utilizados 4 mL de acetonitrila com 1% de ácido acético. Em
seguida esta fração foi concentrada sob fluxo de nitrogênio e reconstituída em
1 mL de acetonitrila : água 4:1. Todos os solventes utilizados tanto na extração
quanto no preparo da amostra foram de grau HPLC.
Todo este procedimento está ilustrado na Figura 17.
Figura 17. Extração e pré-purificação das micotoxinas AOH e AME de A.
alternata.
3.4.6.4 – Otimização dos Parâmetros Utilizados No LC-MS/MS
O equipamento utilizado durante as análises consistiu de um HPLC
(Waters Alliance 2795, Manchester, UK) acoplado a um espectrômetro de
massas com analisador duplo quadrupolar (Waters Quattro Premier
TM
T-
Wave
TM
, Manchester, UK). Para a otimização dos parâmetros cromatográficos
bem como as sintonias realizadas no espectrômetro de massas foi utilizada
uma coluna analítica ODS (Alltech, Inertisil 250 x 4,6 mm, 5 µm, Deerfield, IL)
onde foram injetados 15 µL das soluções de AOH e AME nas concentrações
de 100 ng/mL. Para isso, utilizou-se uma vazão de 0.95 mL/min da fase móvel
49
isocrática metanol:água 4:1 onde a entrada da amostra no espectrômetro de
massas foi ajustada com o auxílio de um splitter para a proporção de 2:1
(descarte:MS). As amostras foram ionizadas utilizando uma fonte de
electrospray (ES) operando no modo negativo onde a temperatura do bloco da
fonte estava ajustada com a temperatura de 100
o
C e a temperatura do probe
ajustada em 300
o
C. O fluxo do gás de secagem bem como os parâmetros de
ionização do capilar, cone e extrator foram ajustados utilizando infusão direta
na fonte de ES. Os fluxos de nitrogênio do nebulizador e do gás de
desolvatação foram ajustados em 20 e 500 L/h. A voltagem do capilar foi
mantida em 3.0 kV durante todo o experimento. Para os experimentos de SRM
(selected reaction monitoring) foram selecionadas duas transições para cada
analito: Para o AOH foi selecionada a transição 257 213 para ser utilizada
como transição de quantificação e a transição 257 215 para ser utilizada
como transição de confirmação, mantendo o cone a 25 V e a energia de colisão
em 25 eV; para o AME foi selecionada a transição 271 256 para ser utilizada
como transição de quantificação e a transição 271 228 para ser utilizada
como transição de confirmação, mantendo o cone a 35 V e a energia de colisão
em 30 eV. O parâmetro de dwell-time também foram otimizados visando obter
maior sensibilidade para os analitos. Dessa forma, variou-se o dwell-time de
0.1 até 0.8 s (com acréscimo de 0.1 por análise) e o inter-scan delay de 0.005
até 0.05 s (com acréscimo de 0.005 por análise). Os valores que implicaram
em melhor sensibilidade foram registrados através dos valores 0.3 e 0.01
respectivamente. A pressão do gás de colisão (argônio) foi mantido em 5.70.e
-3
durante todos os experimentos.
3.4.6.5 – Limite de Detecção e Limite de Quantificação
Os limites de detecção (LD) foram definidos de acordo com a menor
concentração dos analitos que apresentaram em suas análises uma relação
sinal-ruído (S/R) igual a três. Os limites de quantificação (LQ) foram definidos
como a menor concentração em que a relação-ruído fosse igual a dez. Estes
dois parâmetros em questão foram considerados adequados desde que a área
50
da banda cromatográfica pudesse ser medida com precisão e exatidão
aceitáveis.
3.4.6.6 – Especificidade, Linearidade e Precisão
A especificidade das análises foi atingida devido à utilização das
transições específicas de cada composto utilizando o experimento SRM. A
linearidade foi avaliada através do coeficiente de determinação das curvas
analíticas (r
2
). E a precisão foi avaliada através do desvio padrão relativo
calculado durante as análises tanto intra-dia quanto inter-dia.
3.4.6.7 – Recuperação
A exatidão do método foi determinada utilizando as recuperações. Para
tanto, o cálculo da recuperação foi realizado comparando os pontos da curva
de calibração em matriz com os mesmos pontos da curva de calibração em
metanol.
51
3.5 - Aplicação das Metodologias de TLC, PCR, HPLC-DAD e
HPLC-MS/MS Na Avaliação da Diferença de Metabolismo
Encontrada Em Plantas Com Sintomas de Greening
Nessa etapa do trabalho, realizaram-se as análises por HPLC-DAD e
HPLC-MS/MS das amostras analisadas anteriormente pelos pesquisadores do
FUNDECITRUS utilizando TLC e PCR para a constatação da doença Greening
em citros.
Nas décadas de 60 e 70, a TLC foi empregada com sucesso na
indexação e diagnose do Greening em plantas cítricas, devido à ocorrência de
um composto fenólico glicosilado, identificado como um glicosídeo do ácido
gentísico chamado orbicularina (Figura 18) nas plantas doentes (SCHWARZ,
1968; VAN VUUREN, 1977; FELDMAN, 1969). Essa constatação, até hoje, é
avaliada com o surgimento de uma mancha azulada com Rf 0,3 quando
extratos aquosos das folhas do enxerto são analisados com fase móvel n-
Butanol saturado com água em TLC contendo sílica como fase estacionária e
revelada em lâmpada de UV no comprimento de onda de 360 nm.
O diagnóstico da doença apenas por TLC é bastante subjetivo, uma vez
que esse método analítico é pouco sensível e a concentração de Orbicularina
nas plantas doentes é bastante baixa.
Dessa forma, a análise de plantas de citros para diagnose de Greening
por métodos analíticos mais sensíveis se torna necessário. Assim, esse tópico
relata o desenvolvimento das metodologias de análise dos compostos
presentes no enxerto de citros com sintoma da doença Greening utilizando
HPLC-DAD e HPLC-MS/MS.
52
HO
O
OOH
O
HO
OH
OH
OH
Orbicularina
Figura 18.
Estrutura molecular do Ácido 2-O-
β
-4C1-glucopiranosídeo
(Orbicularina).
3.5.1 - Coletas dos Materiais Botânicos
Todos os materiais vegetais utilizados nesse trabalho, provenientes da
enxertia de Citrus sinensis sobre Citrus limonea, foram cedidos pelo
FUNDECITRUS – Fundo de Defesa da Citricultura. As plantas, tanto com
sintomas quanto sem sintomas da doença Greening, foram coletadas pelos
técnicos do FUNDECITRUS em fazendas da região de Araraquara e
certificadas pelo pesquisador Dr. Nelson Arno Wulff.
3.5.2 - Extração dos Compostos Polares Presentes nas Folhas
do Enxerto Com Sintomas de Greening
A uma massa de 100 mg das folhas frescas e trituradas adicionou-se
200 µL de H
2
O.
Essa suspensão foi mantida sob agitação por um período de 2 horas e
filtrada em funil analítico com o auxílio de papel de filtro (INLAB tipo 10,
porosidade 3,0 µm).
Dos 100 µL de extrato aquoso obtido, alíquotas de 20 µL foram
analisadas por TLC, HPLC-DAD e através de HPLC-MS/MS.
Todo esse procedimento está ilustrado na Figura 19 representada
abaixo.
53
Figura 19.
Extração dos compostos presentes em folhas da enxertia de C.
sienensis sobre C. limonea com sintomas de Greening.
3.5.3 - Condições Utilizadas Durante as Análises dos Extratos
de Plantas com Sintomas de Greening por TLC
As análises utilizando placas de TLC foram realizadas no Departamento
Científico do Fundecitrus. Estas análises foram realizadas aplicando-se 20 µL
do extrato de plantas com sintomas de greening em placas comerciais de TLC.
Em seguida o extrato aplicado era eluído com uma solução de água saturada
com n-butanol. Esta placa era em seguida mantida na capela até que todo o
resíduo do eluente fosse evaporado. Logo após, a placa era revelada sob
lâmpada de UV com comprimento de onda de 360 nm.
3.5.4 - Condições Utilizadas Durante as Análises dos Extratos
de Plantas com Sintomas de Greening por HPLC-DAD
Para o ajuste das condições utilizadas nas análises efetuadas através do
equipamento HPLC-DAD foram utilizados extratos de plantas com sintomas de
greening. Estes extratos foram realizados de acordo com o procedimento
descrito anteriormente no tópico 3.5.2 (Página 52).
O equipamento utilizado durante as análises consistiu de um HPLC-UV
Shimadzu equipado com uma controladora SCL-10Avp, bombas LC-10AD e
54
LC-10ADvp, autoinjetor SIL-10ADvp, detector SPD-M10Avp DAD e
degaseificador DGU-14A utilizando coluna PHENOMENEX PHENOSPHERE
ODS (250 x 4,6 mm, 5 µm, 80 Å). As análises foram realizadas no modo reverso
de eluição utilizando MeOH acidificado com 1% de ác. fórmico como sistema B
e H
2
O acidificado com 1% de ác. fórmico como sistema A. A eluição foi
realizada no modo gradiente iniciando-se a análise com 13% da fase B até
atingir 40% em 40 minutos, em seguida aumentou-se a proporção da fase B
até 100% até 45 minutos, onde esta proporção foi mantida isocraticamente até
50 minutos. Os dados referentes à rampa cromatográfica estão ilustrados na
Tabela 4. A vazão da fase móvel foi mantida em 0,7 mL/min e o volume de
injeção de todas as amostras foi de 20 µL. O detector de varredura de diodos
foi ajustado para monitorar o intervalo de comprimento de ondas de 220 até
370 nm, porém, os cromatogramas de todas as amostras foram monitorados
em um comprimento de onda selecionado de 330 nm.
Tabela 4. Condições cromatográficas por eluição gradiente utilizada durante as
análises de plantas com sintomas de Greening.
T (min) MeOH 1% ác.fórmico
(%)
H
2
O 1% ác. fórmico
(%)
0.0 13 87
40 40 60
45 100 0
50 100 0
3.5.5 - Condições Utilizadas Durante as Análises dos Extratos
de Plantas com Sintomas de Greening por HPLC-MS/MS
O equipamento utilizado durante as análises consistiu de um HPLC
(Waters Alliance 2795, Manchester, UK) acoplado a um espectrômetro de
massas com analisador duplo quadrupolar (Waters Quattro Premier
TM
T-
Wave
TM
, Manchester, UK). Para a otimização dos parâmetros cromatográficos
bem como as sintonias realizadas no espectrômetro de massas foi utilizada
uma coluna analítica ODS (Alltech, Inertisil 250 x 4.6 mm, 5 µm, Deerfield, IL)
55
onde foram injetados 15 uL das soluções de ácido gentísico (AG) e ácido
salicílico (AS), ambos nas concentrações de 100 ng/mL. Tanto o AG quanto o
AS foram diluídos até a concentração de 100 ng/mL a partir de soluções
estoque de 100 µg/mL preparadas em metanol grau HPLC. Para o ajuste da
sintonia utilizou-se uma vazão de 0.9 mL/min da fase móvel isocrática
metanol:água 5:95 v/v, ambas acidificadas com 1% de ácido fórmico, onde a
entrada da amostra no espectrômetro de massas foi ajustada com o auxílio de
um divisor de vazão para a proporção de 2:1 (descarte:MS). As amostras foram
ionizadas utilizando uma fonte de electrospray (ES) operando no modo
negativo onde a temperatura do bloco da fonte estava ajustada com a
temperatura de 100
o
C e a temperatura do probe ajustada em 320
o
C. O fluxo
do gás de secagem bem como os parâmetros de ionização do capilar, cone e
extrator foram ajustados utilizando infusão direta na fonte de ES. Os fluxos de
nitrogênio do nebulizador e do gás de desolvatação foram ajustados em 50 e
600 L/h. A voltagem do capilar foi mantida em 3.15 kV durante todo o
experimento. Para o monitoramento do AG nos extratos foram realizados
experimentos de SRM (selected reaction monitoring), onde a transição 153
109 foi a que apresentou maior sensibilidade mantendo a voltagem do cone em
30 V e a energia de colisão em 15 eV. Ainda, para o monitoramento do AS a
transição 137 93 foi a que apresentou maior sensibilidade mantendo a
voltagem do cone em 25 V e a energia de colisão em 15 eV. Os parâmetro de
dwell-time e inter-scan delay também foram otimizados visando obter maior
sensibilidade para os analitos. Os valores que implicaram em melhor
sensibilidade para os dois analitos foram registrados através dos valores 0.1 e
0.01 respectivamente. A pressão do gás de colisão (argônio) foi mantida em
3.60.e
-3
mbar durante todos os experimentos.
Ainda, com a intenção de monitorar os glicosídeos do AG (orbicularina)
e do AS (ácido β-O-D glucosilsalicilico) nos extratos de plantas com sintomas
de greening algumas análises foram realizadas na tentativa de ajustar a
sintonia do equipamento para a detecção destes compostos. Porém estes
ajustes não foram realizados utilizando padrões destas substâncias, mas sim
utilizando o próprio extrato de uma planta com sintomas da doença greening.
Para realizar as sintonias necessárias foram utilizadas, como parâmetro inicial,
56
as mesmas condições anteriormente ajustadas para os padrões AG e AS.
Dessa forma, foram somadas as massas encontradas para o as moléculas
desprotonadas AG ([M-H]
-
= 153) e AS ([M-H]
-
= 137) a massa que
representasse como substituinte uma molécula de glicose (162 u.m.a.). Ou
seja, para a orbicularina monitorou-se o íon [M-H-H+glicose]
-
= 315 e para o
ácido β-O-D glucosilsalicilico monitorou-se o íon [M-H-H+glicose]
-
= 299.
Assim, para o monitoramento da orbicularina nos extratos foram
realizados experimentos de SRM, onde a transição 315 153 foi selecionada
para ser utilizada como transição de quantificação e a transição 315 109
para ser utilizada como transição de confirmação, ambas mantendo-se o cone
em 50 V e a energia de colisão em 30 eV. E para o monitoramento do ácido β-
O-D glucosilsalicilico foram selecionadas as transições 299 137 mantendo-
se o cone em 30 V e a energia de colisão em 15 eV para ser utilizada como
transição de quantificação, e a transição 299 93 para ser utilizada como
transição de confirmação mantendo-se o cone em 30 V e a energia de colisão
em 35 eV.
Durante as análises das moléculas AG e AS e supostamente das
moléculas orbicularina e ácido β-O-D glucosilsalicilico utilizou-se eluição no
modo gradiente com um tempo de análise de 25 min (Tabela 5). Todos os
outros parâmetros utilizados foram os mesmo aplicados no desenvolvimento
descrito acima.
Tabela 5. Eluição gradiente utilizada durante as análises de plantas com
sintomas de greening.
T (min) MeOH 1% ác.fórmico
(%)
H
2
O 1% ác. fórmico
(%)
0.0 5 95
15 100 0
25 100 0
57
3.6 - Realização dos Ensaios de Inibição de Guignardia
citricarpa, in vitro, Pelo Método de Germinação de Esporos Em
Placa de Poliestireno
Para a obtenção dos esporos de G. citricarpa, o fungo foi crescido sobre
folhas (cortadas com um vazador metálico com 2 cm de diâmetro) de Citrus, os
quais foram autoclavados em água destilada por 20 minutos e colocados em
placa de Petri (h X φ = 12 X 90 mm) com meio agar-água (1,5%), sendo 5
fragmentos por placa. Em pontos próximos ao fragmento de folha, foram
colocados discos de micélio (colônias com 20 dias de crescimeto em BDA)
(Figura 20 – a). Ao final de 14 dias observou-se, com a ajuda de Lupa, a
presença de uma matriz gelatinosa no ostíolo do picnídio (Figura 20 – b). Essa
matriz gelatinosa foi coletada, sob Lupa (aumento de 200 x), com auxílio de um
alfinete entomológico, sendo em seguida, essa massa utilizada para o preparo
das suspensões de conídios (1 x 10
5
conídios mL
-1
) (Figura 20 – c),
quantificados em câmara de Newbauer. Os picnidiósporos foram obtidos de
uma massa gelatinosa presente no ostíolo dos picnídios, de acordo com
MCONIE, 1964 & 1967 & BLANCO, 1999. A viabilidade dos picnidiósporos foi
observada em lâminas de poliestireno, em microscópio ótico (aumento de 400
x) e confirmada a partir da germinação dos mesmos, em H
2
O (destilada
esterilizada), após 12 h de inoculação em câmara de crescimento a 25
o
C e
fotoperíodo intercalando 12 h de luz e 12 h de escuro.
Para a produção das lâminas de poliestireno, obteve-se uma solução de
poliestireno, através da dissolução de uma placa de petri de poliestireno (h X φ
=12 X 90 mm) moída em 100,0 mL de acetato de amila. Em seguida,
mergulhou-se um número desejado de lâminas de vidro nessa solução de
poliestireno e deixou-se secar por um período de 6 horas em capela, obtendo-
se, assim, um filme de poliestireno nas lâminas de vidro. A lâmina de vidro
coberta pelo filme de poliestireno teve a função de mimetizar a superfície
hidrofóbica das folhas de Citrus.
Montou-se o experimento de forma a tomar uma placa de petri de vidro
(h X φ =12 X 90 mm), forrando-se o seu fundo com papel de filtro circular e
adicionando-se uma lâmina de vidro sem o filme de poliestireno sobre este
58
papel de filtro. Sobre esta lâmina, sobrepôs-se, em forma de cruz, uma outra
lâmina de vidro contendo o filme de poliestireno, umedecendo, em seguida, o
papel de filtro com água destilada (Figura 20 – d) (LEITE & NICHOLSON,
1992).
O experimento foi conduzido adicionando-se 40 µL da suspensão de
esporos mais 40 µL da solução do composto a ser testado sobre a lâmina de
vidro coberta com o filme de poliestireno. As placas de Petri contendo o
experimento foram seladas com plástico transparente e incubadas em câmara
de crescimento à temperatura de 26
o
C e luz fluorescente constante por 12 h.
Com o auxílio de um microscópio ótico foi possível observar a
germinação dos conídios, nos períodos de 12, 18 e 24 horas do início do
experimento. Foram considerados como germinados os conídios com tubos
germinativos maiores do que o comprimento do próprio picnidiósporo (
Figura
20 – e, f
) (GLIENKE, 1995). Se não houvesse germinação dos conídios, dentro
do período de 24 horas, o composto testado poderia ser considerado como um
agente fungitóxico.
Figura 20
. Desenvolvimento do ensaio de inibição de G. citricarpa, in vitro, pelo
método de germinação de esporos em placa de poliestireno.
a ) Cultivo sobre folhas
de laranjeira
b ) Coleta dos esporos com o
auxílio de lupa e alfinete
c ) Suspensão de esporos
12 h
16 h
400 X
400 X
10-15
dias
d ) Ensaio em placa
de poliestireno
e )f )
59
3.6.1 - Compostos Utilizados No Ensaio de Inibição de
Guignardia citricarpa, in vitro
Os compostos que foram testados frente à inibição dos apressórios de
G. citricarpa, bem como a concentração utilizada de cada um deles, estão
representados na Tabela 6 e Figuras 21 e 22. As substâncias ácido 3,4,5-
trimetoxibenzóico, ácido 3,4-dimetoxibenzóico, ácido 3,5-dinitrobenzóico, ácido
salicílico, ácido gentísico, flavona, naringina, rutina e hesperidina utilizadas no
ENSAIO 1 foram todas obtidas comercialmente. Já as substâncias xantiletina,
seselina, suberosina, crenulatina, tamatina, limonianina e 5-Hidroxinoracrinicina
utilizadas no ENSAIO 2 foram obtidas a partir do fracionamento cromatográfico
do porta-enxerto de C. sinensis sobre C. limonia, realizado no Laboratório de
Produtos Naturais do DQ-UFSCar onde este experimento está descrito com
detalhes no capítulo 1 da tese do pesquisador Alan Bezerra Ribeiro (RIBEIRO,
2006). A substância alternariol monometil éter foi obtida como metabólito
secundário do microrganismo fitopatogênico Alternaria alternata e o ácido
clorogênico foi obtido de plantas de Coffea arábica, estas duas substâncias
foram isoladas e identificadas no Laboratório de Espectrometria de Massas e
no Laboratório de Microbiologia Micromolecular do DQ-UFSCar.
Todos os compostos foram diluídos em 1 mL de H
2
O (tubos eppendorf
de 1 mL) e mantidos em banho maria sob a temperatura controlada de 45
o
C
por um período de 20 minutos, até a total solubilização.
Ainda, com o intuito de testar outros solventes para à solubilização das
substâncias empregadas nesse ensaio biológico, foram testados o solvente
DMSO (dimetilsulfóxido) e a mistura de DMSO:H
2
O 1:1.
60
Tabela 6. Compostos que foram utilizados no ensaio de inibição dos
apressórios de G. citricarpa.
ENSAIO 1
Substância
Fonte
Concentração
Estrutura
Molecular
(Figura 10)
Ácido 3,4,5-trimetoxibenzóico
Sigma
500 µg/mL
1
Ácido 3,4-dimetoxibenzóico
Sigma
500 µg/mL
2
Ácido 3,5-dinitrobenzóico
Sigma
500 µg/mL
3
Ácido Salicílico
Synth
500 µg/mL
4
Ácido Gentísico
Sigma
500 µg/mL
5
Ácido Clorogênico
Sigma
500 µg/mL
6
Flavona
Sigma
500 µg/mL
7
Naringina
Sigma
500 µg/mL
8
Rutina
Sigma
500 µg/mL
9
Hesperidina
Sigma
500 µg/mL
10
Alternariol Monometil Éter
Isolado de Alternaria alternata
no laboratório
500 µg/mL
11
Água
40,0 µL
12
ENSAIO 2
Substância
Fonte
Concentração
Estrutura
Molecular
(Figura 11)
Xantiletina
Isolado do porta-enxerto de C.
sinensis sobre C. limonia.
2000 µg/mL
1
Seselina
Isolado do porta-enxerto de C.
sinensis sobre C. limonia.
500 µg/mL
2
Suberosina
Isolado do porta-enxerto de C.
sinensis sobre C. limonia.
500 µg/mL
3
Crenulatina
Isolado do porta-enxerto de C.
sinensis sobre C. limonia.
500 µg/mL
4
Tamatina
Isolado do porta-enxerto de C.
sinensis sobre C. limonia.
500 µg/mL
5
Limonianina
Isolado do porta-enxerto de C.
sinensis sobre C. limonia.
500 µg/mL
6
5-Hidroxinoracrinicina
Isolado do porta-enxerto de C.
sinensis sobre C. limonia.
500 µg/mL
7
Água
40,0 µL
8
61
OOH
OCH
3
OCH
3
CH
3
O
Ác. 3,4,5-trimetoxibenzóico (1)
OOH
OCH
3
OCH
3
Ác. 3,4-dimetoxibenzóico (2)
OOH
NO
2
NO
2
Ác. 3,5-dinitrobenzóico (3)
OOH
OH
Ác. salicílico (4)
O
OOH
Flavona (7)
O
HO
OH
O
OH
HO
OH
OH
O
Ác. clorogênico (6)
OOH
OH
HO
Ác. gentísico (5)
Rutina (9)
OHO
OH O
OH
OH
O
OH
O
HO
HO
O
O
HO
OH
OH
OO
OH O
OH
O
O
O
OH
HO
HO
HO
HO
OH
Naringina (8)
Hesperidina (10)
OO
OH O
OCH
3
OH
O
O
O
HO
HO
HO
HO
HO
HO
O
O
CH
3
CH
3
OH
OOH
Alternariol Monometil Éter (11)
Figura 21
. Estruturas moleculares dos compostos utilizados no ensaio 1 de
inibição dos apressórios de G. citricarpa.
62
OOO
Xantiletina (1)
OOCH
3
O
Suberosina (3)
Seselina (2)
OOO
Crenulatina (4)
OOCH
3
O
H
O
5-Hidroxinoracrinicina (7)
NO
OHO
CH
3
O
H
Limonianina (6)
O
O
OH O
OH
Tamatina (5)
OOCH
3
O
OH
Figura 22
. Estruturas moleculares dos compostos utilizados no ensaio 2 de
inibição dos apressórios de G. citricarpa.
63
4 - Resultados e Discussões
4.1 - Resultados Obtidos Para a Metodologia de Análise Por
HPLC/UV/MS dos Metabólitos Secundários Presentes em Citrus
4.1.1 - Extração e Pré-purificação dos Compostos Polares
Presentes nas Folhas do Enxerto
Durante o desenvolvimento das condições de extração dos compostos
polares presentes nas folhas de citros, diferentes solventes e proporções de
solventes foram testadas. Os melhores resultados foram obtidos utilizando os
solventes H
2
O e CH
3
CN na proporção de 7:3. Cartuchos de SPE contendo ODS
como fase estacionária foram também testados. Dessa forma, os melhores
resultados foram obtidos utilizando tanto extração com solvente quanto extração
em fase sólida no clean-up das amostras.
Para obter bons resultados de separação e detecção dos compostos
polares, a otimização das etapas envolvendo a análise desses compostos no
HPLC-UV-MS foram cruciais. Assim, a definição da melhor fase móvel a ser
usada durante este estudo envolveu diferentes composições de solventes
orgânicos e aditivos. Os solventes orgânicos compunham metanol, acetonitrila, e
tetrahidrofurano. Os aditivos testados compunham ácido fórmico, ácido acético.
Os melhores resultados foram alcançados utilizando metanol:acetonitrila (1:1)
como fase B e H
2
O como fase A, ambas acidificadas como 1% de ácido fórmico
como aditivo. A melhor separação entre os compostos foi atingida utilizando a
análise cromatoráfica no modo gradiente de eluição (
Cromatograma 1).
64
Cromatograma 1. Cromatograma obtido durante o desenvolvimento do
método para os compostos polares utilizando a coluna Shimadzu CLC-phenil
(333 nm).
No extrato dos compostos polares pode-se constatar, até o momento, a
presença de flavonóides glicosilados, onde através do experimento por HPLC-
UV-MS adquirido no modo Full Scan negativo, no tempo de retenção de 37,5
min, observou-se a presença de uma substância que deu origem a um íon
pseudo-molecular desprotonado [M - H]
-
= 609 (Figura 23 e 24). Onde, no
experimento de íons fragmento de m/z = 609 constatou-se a perca de 308
u.m.a (glicona) com o surgimento de um fragmento de m/z 301 (aglicona),
sugerindo a perca de uma glicose e de uma raminose (
Figura 23 e 24). Nesse
caso não foi observado a perca de apenas uma unidade de açúcar (glicose ou
raminose) nem Retro Diels Alder na aglicona. Através destes resultados pode-
se propor duas possibilidades estruturais, o surgimento da Rutina ou da
Hesperidina, ambas com massa molecular de 610 Da, substâncias estas já
descritas anteriormente no gênero Citrus (HE et. al., 1997).
Minutes
0
10 20 30 40 50
mAU
0
50
100
150
0
25
50
75
10
0
Detector A-330 nm
LCMSFolhasCSinensis_FS_Neg_130504
LCMSFolhasCSinensis_FS_Neg_130504
B.CONC
metodologiaFolhasPolares_2.met
A ou B
65
Figura 23.
Espectro obtido do experimento de íons fragmento de [M-H]
-
= 609
com energia de colisão de 13 eV.
O
OCH
3
O
OOH
HO
-
[M - H - Glicona]
-
= 301
[M - H - Glicona]
-
= 301
OHO
OH O
OH
O
OH
-
O
OH
H
H
OHOH
H
H
H
3
C
H
O
H
OH
OH
H
H
3
C
O
H
HO
C
12
H
20
O
9
(308)
Rutina
[M - H]
-
= 609
OHO
OH O
O
O
OH
H
O
H
OH
OH
HOH
H
3
C
O
H
O
OH
H
H
OHOH
H
H
H
3
C
H
-
-
Hesperidina
[M - H]
-
= 609
O
OCH
3
O
OOH
O
OHH
OH
O
OH
O
H
H
OHOH
H
O
H
OH
CH
3
H
H
H
OH
O
OH
O
H
H
OHOH
H
O
H
OH
CH
3
H
H
OH
C
12
H
20
O
9
(308)
Figura 24. Propostas de fragmentação para a rutina e hesperidina.
66
4.1.2 - Resultados Obtidos Durante a Extração e Pré-purificação
dos Compostos de Polaridade Intermediária Presentes nas
Folhas de Citros
Da mesma forma que para os compostos polares, para a extração dos
compostos de polaridade intermediária presentes nas folhas de citros,
diferentes solventes e proporções de solventes foram testados. Os melhores
resultados foram obtidos utilizando apenas o solvente CH
3
CN para a extração.
Cartuchos de SPE contendo ODS como fase estacionária também foram
testados. E, da mesma forma que observado anteriormente para os compostos
polares, os melhores resultados foram obtidos utilizando tanto extração com
solvente quanto extração em fase sólida no clean-up das amostras.
A definição da melhor fase móvel a ser usada durante este estudo envolveu
diferentes composições de solventes e aditivos. Os solventes orgânicos
compunham metanol, acetonitrila, e tetrahidrofurano. Os aditivos testados
compunham ácido fórmico, ácido acético. Os melhores resultados foram
alcançados utilizando metanol:acetonitrila (1:1 v/v) como fase B e H
2
O como fase
A, ambas acidificadas como 1% de ácido fórmico. A melhor separação entre os
compostos foi atingida utilizando análise cromatoráfica no modo gradiente de
eluição (Cromatograma 2).
67
Cromatograma 2. Cromatograma obtido anteriormente durante o
desenvolvimento do método para os compostos de polaridade intermediária
utilizando a coluna Shimadzu CLC-phenil (333 nm).
Através das análises dos compostos de polaridade intermediária por
HPLC-UV-MS, pode-se constatar a presença de flavonóides polimetoxilados.
Durante o experimento de Full Scan no modo positivo observou-se a
substância que deu origem ao íon pseudo-molecular protonado [M + H]
+
= 403
e com tempo de retenção de 13,63 min (Cromatograma 3-B).
Minutes
0
5 10 15 20 25 30
mAU
0
25
50
75
100
Percent
40
60
80
100
Detector A-330 nm
LCMSFolhasCSinesisMedPol_FS_070504C
LCMSFolhasCSinesisMedPol_FS_070504C
B.CONC
metodologiaFolhas_10A_120104.met
C
B
A
68
Cromatograma 3. Experimento de Full Scan dos compostos de polaridade
intermediária presentes nas amostras de folhas de Citrus.
Procedendo o experimento de íons fragmento de 403, constatou-se a
perda de 30 u.m.a de acordo com a perda de uma molécula de formaldeído ([M
+ H – CH
2
O]
+
= 373) e em seguida a perda de 162 u.m.a através de uma Retro
Diels Alder ([M + H – CH
2
O – C
10
H
10
O
2
]
+
= 211) (Figura 25 – B e Figura 26)
sugerindo assim que a molécula em questão se tratava da substância
nobiletina (B), já descrita anteriormente como metabólito secundário de C.
aurantium (HE et. al., 1997).
Da mesma forma, observou-se no espectro de Full Scan o íon m/z 373,
porém, em dois tempos de retenção diferentes, 12,25 e 15,31 min
(Cromatograma 3- A e C), sugerindo a possibilidade da existência de dois
isômeros constitucionais no extrato. No experimento de íon fragmento ambos
os compostos perderam uma molécula de formaldeído com 30 u.m.a. com o
surgimento do fragmento m/z 343 ([M + H – CH
2
O]
+
) (Figura 25 – A e C e
Figura 26), sugerindo a possibilidade da presença das substâncias tangeretina
A
B
C
69
e aurentina, também anteriormente relatadas em C. aurantium (HE et. al.,
1997).
Figura 25.
Espectro obtido do experimento de íons fragmento de [M-H]
+
= 403
(40 eV), [M-H]
+
= 373 (45 eV) e [M-H]
+
= 373 (25 eV).
A ou C
A ou C
B
70
OH
OCH
3
H
3
CO
OCH
3
C
O
+
OCH
3
OCH
3
C
C
H
(162)
RDA
[M + H - CH
2
O - C
10
H
10
O
2
]
+
= 211
O
OCH
3
OOCH
3
H
3
CO
OCH
3
H
[M + H - CH
2
O]
+
= 343
+
O
HH
(30)
O
OCH
3
OOCH
3
O
H
3
CO
OCH
3
C
H
H
H
H
Tangeretina
[M + H]
+
= 373
+
O
OCH
3
O
H
3
CO
OCH
3
H
H
OCH
3
[M + H - CH
2
O]
+
= 343
+
O
HH
(30)
O
OCH
3
O
O
H
3
CO
OCH
3
C
H
H
H
H
OCH
3
H
Aurentina
[M + H]
+
= 37 3
+
O
OCH
3
OCH
3
OOCH
3
O
H
3
CO
OCH
3
C
H
H
H
H
Nobiletina
[M + H]
+
= 40 3
+
O
HH
(30)
O
OCH
3
OCH
3
OOCH
3
H
3
CO
OCH
3
H
+
[M + H - CH
2
O]
+
= 373
Figura 26. Propostas de fragmentação para a nobiletina, tangeretina e
aurentina.
71
4.1.3 - Resultados Obtidos Durante as Análises dos Compostos
Polares Presentes nas Cascas do Tronco do Enxerto de C.
sinensis sobre C. limonea
Através das análises de HPLC-UV-MS dos extratos polares, tanto da
copa quanto do cavalo, de uma planta que apresentava os sintomas aparentes
de MSC foi possível observar uma diferença nítida na composição química das
duas partes do enxerto. Quando a copa (C. sinensis) foi analisada, observou-se
a presença de uma molécula no tempo de retenção de 28.0 minutos que não
estava presente na análise do cavalo (C. limonea) (
Figura 27). O perfil
cromatográfico entre plantas saudáveis e doentes foram bastante similares.
Figura 27. Cromatogramas obtidos da análise da casca da copa (C. sinensis) e
da casca do cavalo (C. limonea) de uma planta com sintomas de MSC.
Minutes
0
10 20 30 40 50
mAU
0
100
200
mAU
0
100
200
Detector A-331 nm
MSCDoenteCitrusLimoneaPolares_011004
MSCDoenteCitrusLimoneaPolares_011004
Retention Time
Area
Minutes
0
10 20 30 40 50
mAU
0
100
200
300
400
mAU
0
100
200
300
400
28.010
Detector A-330 nm
MSCDoenteCitrusSinensisPolares_011004
MSCDoenteCitrusSinensisPolares_011004
Retention Time
Spec trum at tim e 28.15 min.
nm
200
225 250 275 300 325 35 0
100 200 300
mAU
100
200
300
28.15 min
Espectro no UV
28,01 min
Citrus sinensis
Citrus limonea
72
O curioso foi que a banda em 28.0 minutos que evidenciou a diferença
no metabolismo das duas partes do enxerto não correspondeu ao cavalo, que
apresenta diferença na coloração do tecido quando doente, e sim na copa,
onde não se nota qualquer mudança aparente na coloração. Era esperado que
o acúmulo ou a produção de alguma substância, ou substâncias, com grupos
cromóforos seria a responsável pela mudança na coloração do cavalo. Mas,
pelo menos nos extratos polares, o resultado apontou para uma molécula que
evidencia a diferença no metabolismo do enxerto na copa da planta.
Outros testes também foram realizados aplicando a metodologia
desenvolvida para os compostos de polaridade intermediária (
3.3.3, Página 32)
no cavalo e na copa do enxerto. Mas nenhum resultado satisfatório foi
encontrado que indicasse a diferença de metabolismo entre os dois tecidos
analisados, demonstrando que, pelo menos nesta polaridade, não há
diferenças no metabolismo da planta.
Quando realizada análise para o extrato da copa por HPLC-UV-MS, Full
Scan no modo negativo, foi possível detectar que a molécula em questão
apresentava o íon pseudo-molecular desprotonado [M-H]
-
= 593
(Cromatograma 4). Os experimentos de íons fragmento desta molécula
apresentavam os íons m/z 473, m/z 383 e m/z 353 (Figura 28). Mas, por
enquanto, não foi possível determinar a estrutura molecular do composto
detectado.
73
Cromatograma 4. Cromatograma de íons totais (TIC) obtido durante a análise
de HPLC-UV-MS da copa (C. sinensis) de uma planta com aparentes de MSC.
Figura 28. Espectro de íons fragmento de [M-H]
-
= 593 do extrato da copa (C.
sinensis) do enxerto de uma planta com sintomas aparentes de MSC.
50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 725 750 775 800
m/z
0
100
%
593.3
353.3
206.2
70.8
59.4
81.9
200.6
129.3
93.2
149.6
245.3
221.0
335.3
309.2
283.5
473.3
383.3
369.6
465.1
425.5
413.1
503.1
515.9
583.6
527.2
605.8
622.9
682.0
74
4.1.3.1 - Resultados das Novas Condições Desenvolvidas Para
a Análise dos Compostos Polares Presentes nas Cascas do
Tronco do Enxerto
As novas condições desenvolvidas para a análise dos compostos
polares presentes nas cascas do tronco do enxerto foram utilizadas durante os
experimentos de SRM.
Os íons fragmento de [M-H]
-
= 593, m/z 473 e m/z 353 que foram obtidos
nos experimentos anteriores foram também utilizados nos experimentos de
SRM. Uma série de amostras de plantas com sintomas de MSC e de plantas
sadias foram analisadas com o intuito de monitorar a molécula com o íon
pseudo-molecular [M-H]
-
= 593 no tranco do enxerto (copa e cavalo) e nas
folhas destas plantas. A Tabela 7 a seguir ilustra as amostras que foram
analisadas.
Tabela 7. Amostras analisadas pelo experimento de SRM.
Coleta e Diagnóstico
(Fundecitrus)
Material Vegetal N
o
de Amostras
Folhas 10
Casca do tronco: Copa (C. sinensis) 10
Plantas sadias
Casca do tronco: Cavalo (C. limonea) 10
Folhas 10
Casca do tronco: Copa (C. sinensis) 10
Plantas doentes
Casca do tronco: Cavalo (C. limonea) 10
Folhas 11
Casca do tronco: Copa (C. sinensis) 11
Plantas assintomáticas
coletadas ao lado de plantas
doentes
Casca do tronco: Cavalo (C. limonea) 11
75
O cromatograma de SRM a seguir (Cromatograma 5) representa o
experimento realizado com uma amostra do extrato da copa de uma planta
com sintomas de MSC. A molécula monitorada apresentou tempo de retenção
em 7.16 min onde tanto a transição de quantificação (593 > 353) quanto a
transição de confirmação (593 > 473) foram detectadas nos experimentos.
Durante os experimentos de SRM um outro artifício, chamado de Ion Ratio, foi
utilizado para comprovar a presença do analito nos extratos. Este artifício se
refere a relação existente entre a área da banda da transição de quantificação
e da área da banda da transição de confirmação (Área da Transição de
Quantificação/Área da Transição de Confirmação). No experimento realizado
com todas as amostras o Ion Ratio obtido foi de 1.48.
Cromatograma 5. Cromatograma de SRM obtido do extrato da copa de uma
planta com sintomas de MSC.
Um perfil do resultado da análise das amostras descritas na Tabela 7
está apresentado no gráfico de barras na Figura 29.
MSC 1-1
Time
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00
%
0
100
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00
%
0
100
MSC_1_1_181106_01 Sm (Mn, 2x3) MRM of 2 Channels ES-
593 > 473
2.74e6
Area
7.16
532155
MSC_1_1_181106_01 Sm (Mn, 2x3) MRM of 2 Channels ES-
593 > 353
4.25e6
Area
7.16
787720
Transição de Quantificação 593>353
Transição de Confirmação 593>473
Ion Ratio = 1.48
76
De uma maneira geral, pode-se observar que para todas as plantas
coletadas, sadias, assintomáticas coletadas ao lado de plantas doentes, a
molécula que foi monitorada estava presente apresentando maior quantidade
na copa da planta. Além disso, a molécula monitorada estava presente em
todas as partes da planta que foram analisadas. As amostras de folhas
apresentaram praticamente metade da quantidade presente na copa e no
cavalo detectou-se praticamente 10% da quantidade presente na copa. A
planta doente foi a que apresentou a menor quantidade do analito na copa,
quando comparado com a copa das outras plantas analisadas, mas não foi
possível observar qualquer relação do analito em questão com a doença morte
súbita dos citros. A estrutura molecular da molécula analisada ainda não foi
elucidada.
0
500000
1000000
1500000
2000000
123456789
Tratamentos
Área
1 – Folhas sadias 4 – Folhas sadias/Lado das doentes 7 – Folhas doentes
2 – Copa sadia 5 – Copa sadia/Lado das doentes 8 – Copa doente
3 – Cavalo sadio 6 – Cavalo sadio/Lado dos doentes 9 – Cavalo doente
Figura 29.
Perfil das áreas obtidas através dos experimentos de SRM
(transição de quantificação 593 > 353) das amostras de laranjeiras sadias,
sadias coletadas ao lado de plantas doentes e plantas doentes.
77
4.2 - Resultados Obtidos do Isolamento e Identificação dos
Metabólitos Secundários de A. alternata
Como resultado do isolamento dos metabólitos secundários de A.
alternata cultivada em milho obteve-se a fração intitulada de A.a.-EtOH-9:1-11-
3B com quantidade de massa de 14,1 mg. Através dos dados de RMN-
1
H,
NOESY e espectrometria de massas, pode-se chegar a conclusão de que se
tratava de uma micotoxina, uma dibenzo-α-pirona, chamada de Alternariol
monometil éter (AME) (Figura 30). Outra substância, também identificada
através dos dados de RMN e Espectometria de Massas, proveniente da fração
A.a.-EtOH-9:1-11-3DE-B com quantidade de massa de 5,8 mg foi o Alternariol
(AOH) (Figura 30). Ambas são micotoxinas de grande periculosidade,
principalmente em alimentos, uma vez que mostraram ter atividades
carcinogênicas para o homem no que diz respeito ao câncer de esôfago
(DONG et. al., 1987). Além das duas micotoxinas uma outra molécula foi
identificada como Ácido tenuazônio a partir da fração A.a.-EtOH-9:1-13-1C com
quantidade de massa de 30,3 mg (Figura 30).
Ácido Tenuazônio
O
OH
CH
3
HO
OOH
1
2
3
4
5
6
7
1
'
2
'
3
'
4
'
5
'
6
'
7
'
Alternariol (AOH)
C
14
H
10
O
5
258.23
O
O
CH
3
CH
3
HO
OOH
1
2
3
4
5
6
7
8
1
'
2
'
3
'
4
'
5
'
6
'
7
'
C
15
H
12
O
5
272.26
Alternariol Monometil Éter (AME)
N
O
O
HO
H
1
2
3
4
5
6
7
1'
4'
2'
3'
Figura 30.
Estrutura química do Alternariol (AOH), Alternariol monometil éter
(AME) e Ácido tenuazônio.
78
4.2.1 - Determinação Estrutural da Micotoxina Alternariol
Monometil Éter
No espectro de RMN-
1
H (Figura 32 e 34), foram observados dois
dubletos em δ 6.57 (1 H, d, J = 2.21Hz) e δ 7.30 (1 H, d, J = 2.14Hz),
respectivos aos acoplamentos entre os hidrogênios aromáticos H-4 e H-6.
Outro par de dubletos foi observado, um em δ 6.63 (1 H, d, J = 2.73Hz) e δ 6.71
(1 H, d, J = 2.62Hz), relativos aos acoplamentos entre os hidrogênios
aromáticos H-3
e H-5
. Um singleto em δ 2.78 foi atribuído a metila 7
(Figura
33
) e outro singleto observado em δ 3.93 foi atribuído a metoxila 8 (Figura 33).
No experimento de NOESY (
Figura 31 e Figura 35), foi possível observar o
efeito de NOE no H-6 (δ 7.30) e H-4 (δ 6.57), quando a metoxila 8 (δ 3.93) foi
irradiada confirmando a sua localização no C-5. Observou-se, ainda, efeito de
NOE nos H-6 (δ 7.30) e H-5
(δ 6.71), quando a metila 7
(δ 2.78) foi irradiada
confirmando a sua localização no C-6
.
O
O
CH
3
CH
3
HO
OOH
H
H
H
H
1
2
3
4
5
6
7
8
1
'
2
'
3
'
4
'
5
'
6
'
7
'
Figura 31.
Correlações de NOESY para o Alternariol monometil éter.
A massa molecular do alternariol monometil éter de 272 u.m.a. pode ser
confirmada através do experimento de espectrometria de massas de íons
fragmento electrospray no modo negativo (
Figura 36) onde obtivemos uma
massa molecular de 271 m/z.
79
Figura 32.
Experimento de RMN
1
H do Alternariol Monometil Éter.
80
Figura 33.
Ampliação do espectro de RMN
1
H do Alternariol Monometil Éter na
região de 4,0 – 2,5 ppm.
81
Figura 34.
Ampliação do espectro de RMN
1
H do Alternariol Monometil Éter na
região de 7,4 – 6,0 ppm.
82
Figura 35.
Experimento de RMN NOESY do Alternariol Monometil Éter.
83
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
m/z
0
100
%
AlternariolMonometilEter_Da271_40eV 14 (0.176) Daughters of 271ES-
2.77e5
256.2
228.1
213.0
183.2
155.2
211.2
199.1
271.2
Figura 36.
Espectro de massas ES
-
de íons fragmento com 40 eV do
Alternariol Monometil Éter.
84
4.2.2 - Determinação Estrutural da Micotoxina Alternariol
No espectro de RMN-
1
H (Figura 37, 38 e 39), foram observados dois
dubletos em δ 6.35 (1 H, d, J = 2.08Hz) e δ 7.24 (1 H, d, J = 2.05Hz),
respectivos aos acoplamentos entre os hidrogênios aromáticos H-4 e H-6. Os
demais sinais observados são referentes a impurezas que se referem a
substância AME, identificada anteriormente.
A estrutura química da micotoxina alternariol pode ser confirmada
através das correlações observadas no experimento de HSQC (Figura 40),
onde houve a correlação dos hidrogênios da metila 7` com o carbono em 37,0
ppm. Foi possível, ainda, relatar os acoplamentos dos quatro dubletos
aromáticos, H-4 (δ 6,35), H-6 (δ 7,24), H-3’ (δ 6,59) e H-5’ (δ 6,69), com os seus
respectivos carbonos aromáticos em 113, 116, 114 e 129 ppm.
A massa molecular do alternariol de 258 u.m.a. pode ser confirmada
através do experimento de Full scan utilizando ionização electrospray no modo
negativo, onde relatou-se o íon pseudo molecular de [M-H]
-
= 257 (Figura 41),
e, ainda, através do experimento de íons fragmento (Figura 42).
85
Figura 37.
Experimento de RMN
1
H do Alternariol.
86
Figura 38.
Ampliação do espectro de RMN
1
H do Alternariol na região de 7,2 –
6,3 ppm.
87
Figura 39.
Ampliação do espectro de RMN
1
H do Alternariol na região de 3,8 –
0,8 ppm.
88
Figura 40. Experimento de HSQC do Alternariol.
89
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
m/z
0
100
%
Rodrigo_Aa3DEB_2501_FS 36 (0,562) Sm (Mn, 1x2,00); Cm (29:62-4:11) Scan ES-
6,84e5
257
213
Figura 41.
Espectro de massas FS do Alternariol.
90
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
m/z
0
100
%
Rodrigo_Aa3DEB_2501_DIc 44 (0,497) Sm (Mn, 1x2,00); Cm (36:82-6:23) Daughters of 257ES-
6,78e5
147
145
143
130
103
65
115
105
119
212
159
157
154
171
169
185
173
187
198
189
201
215
257
242
229
Figura 42.
Espectro de massas de íons fragmento com 30 eV do Alternariol.
91
4.2.3 - Determinação Estrutural da Molécula Ácido Tenuazônio
Através dos experimentos de RMN-
1
H (Figura 44 e 45), RMN-
13
C
(Figura 46), espectrometria de massas (Figura 47) e dos dados da literatura
(GALLARDO et. al., 2004) foi possível identificar a molécula ácido tenuazônico
(Figura 43). No espectro de hidrogênio foram observados dois singletos, um
deles na forma de um singleto largo devido ao efeito tautomérico em δ 3.60
referente ao H-5 e outro em δ 2.35 referente à metila CH
3
-7. Dois multipletos
foram observados, o primeiro multipleto em δ 1.8 – 1.95 referente ao H-1’
ligado ao carbono assimétrico e o outro multipleto em δ 1.28 – 1.40 referente
ao CH
2
-2’. Observou-se, também, a ocorrência de um tripleto em δ 0.88 (3 H, t,
J = 7.4Hz) para a metila CH
3
-3’ e um dubleto em δ 1,0 (3 H, d, J = 6.98Hz) para
a metila CH
3
-4’. Os dados de RMN-
13
C bem como os dados da literatura que
auxiliaram na identificação do ácido tenuazônio estão apresentados na Tabela
8
.
A massa molecular do ácido tenuazônio de 197 u.m.a. pode ser
confirmada através do experimento de espectrometria de massas full scan
electrospray no modo positivo (Figura 47) onde obtivemos uma massa do íon
pseudo-molecular [M+H]
+
= 198.4, além de um adulto de acetonitrila
[M+ACN+H]
+
= 239.4. O experimento full scan electrospray no modo negativo
(
Figura 47) apresentou íon pseudo-molecular [M+H]
-
= 196.4, o que também
confirmou a massa molecular do ácido tenuazônio de 197 u.m.a.
92
N
R
O
O
HO
H
N
R
O
O
H
HO
1
2
3
4
5
6
7
1'
4'
R = CH
2
CH
3
(5R, 1'S)
2'
3'
CH
2
CH
3
(5S, 1'S)
2'
3'
a)
b)
Ácido Tenuazônio Tautômero
Figura 43.
Estrutura molecular do ácido tenuazônio.
Tabela 8.
Dados de RMN utilizados para a determinação estrutural do ácido
tenuazônio.
Ac. Tenuazônio GALLARDO et. al, 2004 Ac. Tenuazônio A. alternata
Posição Multi
a
δ
1
H
b
δ
1
H
a
δ
13
C
b
δ
13
C
Mult
δ
1
H
a
δ
13
C
1 - - - - - - - -
2 - - - 176,1 175.8 - - 179.0
3 - - - 104.0 104.0 - - 104.0
4 - - - 199.9 198.7 - - 198.9
5
d
3.91 (J 2.9) 3.84 (J 3.3) 66.3 67.4 s largo 3.60 67.03
6 - - - 187.8 187.8 - - 195.1
7
s
2.41 2.42 20.4 20.7
s
2.35 24.3
1’
m
1.92 1.90 38.0 38.4
m
1.8-1.95 38.3
2’
m
1.28 1.19-1.43 27.6 24.8
m
1.28-1.40 27.1
3’
a
t/d
b
0.96 (J 7.3) 0.99 (J 7.3) 12.1 12.2
t
0.88 (J 7.4) 12.5
4’
a
d/t
b
0.76 (J 6.6) 0.90 (J 7.3) 13.3 15.9
d
1.0 (J 6.98) 16.7
93
Figura 44.
Experimento de RMN
1
H do Ácido Tenuazônio.
94
Figura 45.
Experimento de RMN
1
H do Ácido Tenuazônio.
95
Figura 46. Experimento de RMN
13
C do Ácido Tenuazônio.
96
Alternaria
m/z
150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250
%
0
100
%
0
100
EDS_LV_LC_FSN1 915 (27.007) 1: Scan ES-
6.73e7
196.3
EDS_LV_LC_FSP1a 646 (27.405) 1: Scan ES+
6.20e7
198.4
239.4
Figura 47. Experimento de espectrometria de massas full scan electrospray no
modo positivo e no modo negativo do Ácido Tenuazônio.
97
4.3 – Construção da Curva de Produção das Micotoxinas AOH e
AME Pelo Microrganismo Alternaria alternata Cultivado em
Milho
4.3.1 - Resultados Obtidos Para a Metodologia de Extração e
Análise das Micotoxinas AOH e AME de A. alternata por HPLC-
UV
Na segunda etapa deste trabalho, as duas micotoxinas,
AOH e AME,
purificadas e identificadas anteriormente, foram utilizadas na construção das
curvas de calibração para serem utilizadas na estimativa da produção destas
moléculas ao longo de 30 dias de cultivo de A. alternaria in vitro. Utilizando as
condições cromatográficas descritas no tópico
3.4.5.2 (Página 44) foi possível
obter uma boa extração e uma boa resolução cromatográfica para as micotoxinas
provenientes do metabolismo de A. alternata cultivado em milho. O
cromatograma representado no Cromatograma 6 apresenta duas bandas
intensas, uma em 12,7 min., referente ao composto AME, e outra em 7,01 min.,
relativa ao composto AOH, presentes no extrato realizado com 30 dias de cultivo.
O tempo de retenção desses metabólitos foi confirmado com a injeção das
soluções dos padrões dos mesmos.
98
Cromatograma 6. Cromatograma obtido da análise do extrato realizado com 30
dias de cultivo.
4.3.2 - Resultados Obtidos Na Construção das Curvas de
Calibração dos Metabólitos Secundários de A. alternata por
HPLC-UV
Utilizando as mesmas condições cromatográficas aplicadas para a análise
dos extratos (3.4.5.2, Página 44), foram construídas curvas de calibração, para
os metabólitos isolados e identificados, em função da área das bandas
cromatográficas relativas às suas concentrações. Para o metabólito AME foram
utilizadas às seguintes concentrações: 1000, 500, 250, 125, 60, 30; 16; 8; 4 e 2
µg/mL. Foi obtido, para essa curva de calibração um coeficiente de linearidade de
0,998. Para o segundo metabólito AOH foram utilizadas às seguintes
concentrações: 5000, 2500, 1250, 625, 320, 160, 80, 40, 20 e 10 µg/mL. Para
essa curva de calibração obteve-se um coeficiente de linearidade de 0,999.
Minutes
0.0
2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0
mAU
0
250
500
750
1000
mAU
0
250
500
750
1000
7.010
12.757
Detector A-340 nm
Amoatra30diasA_150305
Amoatra30diasA_150305
Retention Time
99
4.3.3 - Curvas de Produção dos Metabólitos Secundários de A.
alternata por HPLC-UV
A partir da construção das curvas de calibração e constatação da
linearidade das mesmas, foi possível realizar as estimativas da quantidade dos
dois metabólitos em questão. Essas quantificações foram realizadas injetando-se
10,0 µL de cada extração, realizadas em triplicata para cada intervalo de 5 à 30
dias, e substituindo os valores relativos às áreas das bandas cromatográficas na
variável X das equações das retas obtidas para as curvas de calibração. Foram
aplicadas ainda as conversões de unidades convenientes para que as
concentrações fossem apresentadas em mg/kg de meio de cultivo. Os valores
das médias das áreas e as concentrações dos metabólitos estão representados
na Tabela 9.
Tabela 9.
Representação das médias das áreas obtidas e estimativa das
concentrações das micotoxinas avaliadas durante os dias de cultivo.
AME AOH Tempos de
Cultivo (dias)
Áreas
(340 nm)
Concentrações
(mg/kg)
Áreas
(340 nm)
Concentrações
(mg/kg)
5 1511472 324 1929453 516
10 2518829 546 2250067 666
15 3170917 708 4915089 1908
20 3480925 750 9742287 4152
30 6840678 1500 14137266 6198
Após a obtenção das concentrações das substâncias avaliadas ao longo
do tempo, foi possível obter o perfil das curvas de produção dos metabólitos de A.
alternata durante esses períodos. Plotando os dados de concentração das
substâncias com os seus respectivos dias de cultivo foram obtidas as curvas de
produção dos metabólitos AME (Figura 46) e AOH (Figura 47).
100
5 1015202530
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Concentração (mg/Kg)
Dias
Figura 48. Curva de produção do metabólito AME.
5 1015202530
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Concentração (mg/Kg)
Dias
Figura 49. Curva de produção do metabólito AOH.
101
Analisando a acurva de produção do metabólito AME foi possível observar
um acréscimo na produção dessa substância até o 15
o
dia de cultivo,
apresentando, em seguida, uma fase praticamente estacionária até o 20
o
dia. Um
salto na produção foi observado do 20
o
até o 30
o
dia atingindo a produção de
1500 mg/kg. Para a curva de produção do metabólito AOH, observou-se a fase
Lag durante os 10 primeiros dias com acréscimo de apenas 150 mg/kg (de 516
para 666 mg/kg), a partir do 10
o
dia observou-se a fase Log na produção do
metabólito até atingir uma suposta fase estacionária no 30
o
dia com um máximo
de produção de 6198 mg/kg. Praticamente 4 vezes superior a produção de AME.
Confrontando os dados das duas curvas entre os períodos do 10
o
dia até o 20
o
dia pode-se observar que a produção do metabólito
AME foi lenta, praticamente
estacionária, enquanto o metabólito, AOH, foi produzido rapidamente,
representando a fase Log do metabolismo. Esses fatos indicam a possibilidade
de disputas pelos mesmos precursores durante o metabolismo do microrganismo
ou pelas mesmas enzimas durante o processo de síntese dos metabólitos
durante esse período.
102
4.4 - Quantificação de Alternariol e Alternariol Monometil Éter
No Flavedo e No Albedo de Tangerinas (Citrus reticulata) Com
Sintomas de Mancha Marrom de Alternaria
Todos os dados referentes a este item estão apresentados no trabalho
publicado de MAGNANI et. al. 2007.
4.4.1 – Desenvolvimento do Método e Especificidade
Durante o estabelecimento das condições analíticas diferentes solventes
foram testados para a etapa de extração dos analitos, assim como cartuchos de
SPE contendo ODS como fase estacionária para a etapa de pré-tratamento das
amostras. Dessa forma, os melhores resultados foram obtidos utilizando tanto
extração com solvente quanto extração em fase sólida para clean-up das
amostras.
Para obter bons resultados de separação e detecção dos alternariois, a
otimização das etapas envolvendo a análise desses compostos no HPLC-MS/MS
foram importantes. Assim, a definição da fase móvel a ser usada durante este
estudo envolveu diferentes composições de solventes orgânicos e aditivos. Os
aditivos testados compunham de ácido fórmico, acetato de amônio e formato de
amônio. Os melhores resultados foram alcançados utilizando metanol : água (4:1)
sem a adição de qualquer aditivo. Esta fase móvel promoveu uma excelente
separação entre AOH e AME além de promover boa ionização na fonte de ES.
As transições definidas para o experimento de SRM foram baseadas na
estabilidade dos íons fragmentos obtidos durante os experimentos de CID-
MS/MS e também baseados nos interferentes que compunham a matriz (albedo e
flavedo). O espectro dos íons fragmento dos compostos AOH e AME apresentam
as moléculas desprotonadas ([M-H
-
]) como m/z 257 e m/z 271, respectivamente.
Devido à ligação de hidrogênio entre o grupo hidroxila ligado no C-3 e o grupo
103
carboxila da lactona, o composto AOH possui dois sítios possíveis de
desprotonação localizados nas hidroxilas ligadas ao C-5 e ao C-4’, enquanto que
o AME possui apenas um grupo hidroxila no C-4’. Dessa maneira, a
fragmentação tanto do AOH quanto do AME sugerem a ionização no grupo
hidroxila ligado ao C-4’.
A análise do espectro apresentado na Figura 50 revelou tanto para o AOH
quanto para o AME a perda da metila na forma de um radical livre (15 Da). A
principal diferença se revelou na intensidade dos sinais obtidos quando se
referiam à perda deste radical: m/z 242 (Figura 51 1a) apresentou uma baixa
intensidade no espectro do
AOH (Figura 50 A) enquanto que m/z 256 (Figura 51
2a
) apresentou uma alta intensidade no espectro de AME (Figura 50 B). De
acordo com a proposta de fragmentação (Figura 51), isto ocorre porque m/z 256
(Figura 51 2a) é um produto da clivagem homolítica da ligação carbono-oxigênio
no grupo metoxila do AME, gerando um radical livre não conjugado.
Outra fragmentação observada para ambos compostos foi a perda de CO
molecular (28 Da). Esta perca pode ocorrer através da abertura do anel lactônico
seguido da formação de um anel de cinco membros com a remoção do CO
(Figura 51). Outra vez, esta fragmentação é mais favorável para o AME do que
para o AOH, gerando m/z 228 (Figura 51 2b) com maior intensidade do que m/z
229 (
Figura 51 1b) (Figura 50 2A e 2B). Porém, o mecanismo de fragmentação
que levou aos fragmentos m/z 215 (
Figura 51 1c) e m/z 213 (Figura 51 1d) para
o composto AOH não são os mesmos que ocorreram para o composto AME. A
formação destes fragmentos sugerem um rearranjo do tipo McLafferty na
carboxila para
AOH seguido de um tautomerismo ceto-enólico formando o íon 1`.
Assim, uma Retro Diels-Alder no anel A levaria ao íon m/z 215 (11C, [M-H-42]
-
)
ou a uma descarboxilação em 1`levaria ao íon m/z 213 (Figura 51 1d, [M-H-44]
-
).
104
Figura 50.
Espectro de íons fragmento (segunda geração) obtido por CID-
MS/MS;
A) alternariol (25 eV); B) alternariol monometil éter (35 eV). Os íons
marcados representam as transições escolhidas para o esperimento de SRM (
ο).
105
Figura 51. Propostas de fragmentação dos alternariois; A) Perda do grupo metila
(15 Da) na forma de radical; B) Perda de uma molécula de CO (28 Da); C)
Formação dos íons fragmento m/z 215 e m/z 213 para o alternariol. Esta
fragmentação aparentemente não é observada para o alternariol monometil éter.
106
Dessa forma, as propostas de fragmentação serviram de critério para a
escolha das transições iônicas para o desenvolvimento e aplicação do método
utilizado para a quantificação do AOH e AME em cascas de tangerinas. Estas
transições demonstraram ser de excelente especificidade para o método, e uma
evidência disto são os cromatogramas obtidos através do experimento de SRM
para as matrizes albedo e flavedo de tangerinas (Figura 52). Outras transições
foram também testadas, porém estas não foram escolhidas por demonstrarem
não serem seletivas ou de baixa sensibilidade durante os experimentos.
Além da escolha das transições mais seletivas, outros parâmetros como o
dwell-time e inter-scan delay foram também otimizados para a obtenção de uma
excelente relação sinal-ruído (S/R). O dwell-time representa o tempo de análise
gasto durante uma determinada transição no experimento de SRM. E o inter-scan
delay representa um determinado parâmetro aplicado ao quadrupolo do
espectrômetro de massas que define o tempo em que um scan termina e o
próximo começa (KORYTÁR et. al., 2005). Durante as otimizações dotodo,
nenhum incremento na relação S/R foi observada para AOH e AME quando os
valores do dwell-time e o inter-scan foram avaliados acima de 0,3 e 0,01,
respectivamente.
4.4.2 - Sensibilidade, Linearidade, Precisão e Exatidão do Método
Durante a otimização destes parâmetros foi possível atingir limites
realmente muito baixos. Os limites de quantificação ficaram estabelecidos abaixo
de 0.5 µg/kg e os limites de detecção ficaram estabelecidos abaixo de 0.13 µg/kg
para ambos os alternariois (
Figura 52 e Tabela 10). Estes valores expressaram a
habilidade deste método de detectar e quantificar os alternariois em cascas de
tangerina ao nível de ppt. Este nível de sensibilidade demonstra que este método
representa uma boa ferramenta para ser utilizada no controle de qualidade destas
micotoxinas em alimentos.
107
Figura 52.
Cromatogramas dos experimentos de SRM obtidos durante a
quantificação no flavedo por HPLC-MS/MS: A) e B) Ausentes de micotoxinas
(branco); C) e D) Concentrações próximas ao limite de quantificação; E) e F)
Maior concentração da curva analítica. Os números
1 e 2 referem-se ao
alternariol e alternariol monometil éter respectivamente.
108
Tabela 10. Resultados referentes a linearidade, limites de quantificação e
detecção propostos para o método (os valores estão representados como a
média ± DPR, n = 3).
Micotoxina
Limites de
quantificação
(µg.kg
-1
)
Limites de
detecção
(µg.kg
-1
)
Slope (a) Intercept (b)
Coeficiente
de
determinação
(r
2
)
Flavedo
Alternariol 0.40 ± 4.0 0.12 ± 12.6
243.97 ± 4.9 7.27 ± 20.9 0.998 ± 0.0
Alternariol
monometil éter
0.32 ± 7.4 0.10 ± 11.0
2938.63 ± 1.6 681.50 ± 13.7 0.997 ± 0.2
Albedo
Alternariol 0.42 ± 5.7 0.13 ± 14.1
266.71 ± 1.4 -6.54 ± 14.6 0.998 ± 0.0
Alternariol
monometil éter
0.41± 6.6 0.12 ± 11.0
3032.83 ± 0.8 678.53 ± 9.6 0.998 ± 0.0
As curvas de calibração para AOH e AME foram realizadas fortificando o
branco com as micotoxinas. Eram considerados brancos as amostras de albedo e
de flavedo previamente analisadas e comprovada a total ausência das
micotoxinas em questão. O método apresentou uma excelente linearidade para o
intervalo dinâmico da curva de calibração de 0.5 – 20 µg/kg. A linearidade da
curva de calibração foi expressa através do coeficiente de determinação (r
2
) onde
foi obtido um valor acima de 0.997 para todas as curvas. Um sumário do
experimento de linearidade do método está apresentado na Tabela 10.
A precisão foi avaliada através de cinco determinações para cada
concentração durante o experimento de intra-dia (repetibilidade) e através de
quatro determinações para o experimento de inter-dia (precisão intermediária).
Para este último, replicatas de quatro amostras para cada ponto foram realizadas
durante três dias não consecutivos com um intervalo de uma semana entre cada
dia. Como apresentado na Tabela 11 e 12, o desvio padrão relativo (DPR) dos
experimentos de intra e inter dias para AOH e AME ficou abaixo de 7% no
flavedo e abaixo de 14.5% para o albedo, respectivamente. Os desvios relativos
estão apresentados também nas Tabela 11 e 12. Estes dados ilustram a
diferença entre os valores obtidos e os valores esperados, e neste caso todos
foram abaixo de 11% para o flavedo e 14.5% para o albedo. Considerando
análises quantitativas de micotoxinas em alimentos, valores tanto de desvio
109
padrão relativo quanto de desvio relativo são aceitáveis até o limite de 20%
(GILBERT et. al., 2002). Dessa forma, estes dados demonstraram que este
método é bastante preciso e reprodutivo.
Tabela 11. Experimento de precisão (repetibilidade e precisão intermediária)
utilizando o flavedo como matriz.
Intra-dia (n = 5) Inter-dia (n = 12)
Composto
Concentração
esperada
(µg.kg
-1
)
Concentração
dosada
(média ± DP)
(µg.kg
-1
)
DPR
(%)
Erro
relativo*
(%)
Concentração
dosada
(média ± DP)
(µg.kg
-1
)
DPR
(%)
Desvio
relativo
* (%)
0.5
0.52 ± 0.02
3.8 4.4
0.51 ± 0.02
3.9 2.3
1.0
1.06 ± 0.07
6.6 6.0
1.06 ± 0.06
5.7 5.9
2.5
2.23 ± 0.12
5.4 -10.8
2.23 ± 0.11
4.9 -10.9
5.0
5.13 ± 0.23
4.5 2.7
5.17 ± 0.22
4.3 3.4
10.0
9.99 ± 0.29
2.9 -0.1
10.34 ± 0.57
5.5 3.5
Alternariol
20.0
20.07 ± 0.45
2.2 0.4
19.93 ± 0.43
2.2 -0.3
0.5
0.55 ± 0.01
1.8 9.8
0.55 ± 0.02
3.6 10.2
1.0
1.00 ± 0.02
2.0 -0.4
0.99 ± 0.02
2.0 -0.8
2.5
2.29 ± 0.02
0.9 -8.4
2.23 ± 0.04
1.8 -10.7
5.0
5.05 ± 0.04
0.8 1.0
4.99 ± 0.11
2.2 -0.2
10.0
9.96 ± 0.15
1.5 -0.4
9.93 ± 0.14
1.4 -0.7
Alternariol
monometil
éter
20.0
20.20 ± 0.09
0.5 1.0
20.33 ± 0.29
1.4 1.3
*Obtido diretamente do software Masslynx.
Tabela 12. Experimento de precisão (repetibilidade e precisão intermediária)
utilizando o albedo como matriz.
Intra- dia (n = 5) Inter-dia (n = 12)
Composto
Concentração
esperada
(µg.kg
-1
)
Concentração
dosada
(média ± DP)
(µg.kg
-1
)
DPR
(%)
Erro
relativ
o* (%)
Concentração
dosada (média
± DP) (µg.kg
-1
)
DPR
(%)
Desvio
relativo
* (%)
0.5
0.50 ± 0.03
6.0 0.1
0.47 ± 0.06
12.8 -0.9
1.0
0.98 ± 0.13
13.3 -2.2
0.99 ± 0.06
6.1 -0.4
2.5
2.46 ± 0.08
3.3 -1.6
2.41 ± 0.21
8.7 -4.2
5.0
5.52 ± 0.05
0.9 10.3
5.72 ± 0.07
1.2 14.4
10.0
9.25 ± 0.66
7.1 -7.5
9.61 ± 0.88
9.2 -0.6
Alternariol
20.0
20.31 ± 1.17
5.8 1.5
19.69 ± 2.17
11.0 -3.4
0.5
0.47 ± 0.02
4.3 -5.7
0.50 ± 0.07
14.0 -0.5
1.0
0.99 ± 0.07
7.1 -0.1
0.97 ± 0.13
13.4 -2.4
2.5
2.41 ± 0.24
10.0 -3.4
2.30 ± 0.21
9.1 -7.8
5.0
5.72 ± 0.08
1.4 14.5
5.44 ± 0.22
4.0 8.9
10.0
9.61 ± 0.71
7.4 -3.9
9.78 ± 1.27
13.0 -2.2
Alternariol
monometil
éter
20.0
19.69 ± 2.32
11.8 -1.5
19.65 ± 1.92
9.8 -1.7
*Obtido diretamente do software Masslynx.
110
A exatidão foi obtida de acordo com a medida da recuperação e estes
dados estão apresentados na Tabela 13. Estes dados indicaram que a
recuperação foi a mesma para as duas micotoxinas nas duas matrizes de
tangerina (albedo e flavedo). Entretanto, os valores nominais da recuperação
também demonstraram que o procedimento de extração ou de clean-up não
foram completamente eficientes uma vez que as recuperações ficaram em torno
de 40%. Porem, este valor demonstrou concordância com o que foi reportado por
LAU et. al., 2003, uma vez que os autores apresentaram dados de recuperação
de 36% para a micotoxina AOH e 20% para a micotoxina AME em sucos de
laranja, utilizando extração e purificação semelhantes as que foram aplicadas
para as cascas de tangerina. Estes dados sugerem a ocorrência de um
considerável efeito de matriz durante a extração e clean-up, ou durante o
processo de ionização na fonte de ES (efeito de supressão iônica).
Aparentemente, este efeito ocorreu tanto no suco de laranja quanto nas cascas
de tangerina. Entretanto, o mesmo efeito não foi observado no processo de
extração de AOH e AME em outros sucos de frutas, como o de maçã, no qual a
recuperação foi avaliada em 90% sob as mesmas condições mencionadas acima
(LAU et. al., 2003 & GILBERT et. al., 2002).
Tabela 13. Valores obtidos para o experimento de recuperação utilizando tanto
flavedo quanto o albedo como matrizes. (n = 5).
Recuperação (% da média ± DPR)
Flavedo Albedo
Concentração esperada
(µg.kg
-1
)
Alternariol
Alternariol
monometil éter
Alternariol
Alternariol
monometil éter
0.50
43.75 ± 7.5 38.26 ± 13.1 44.71 ± 12.2 35.11 ± 6.9
1.00
42.22 ± 7.3 38.05 ± 6.8 45.17 ± 8.9 40.80 ± 12.7
2.50
40.00 ± 5.0 39.00 ± 6.2 41.70 ± 14.2 38.21 ± 11.4
5.00
39.38 ± 7.6 43.86 ± 5.1 41.30 ± 6.9 40.95 ± 6.4
10.00
39.23 ± 9.5 42.84 ± 13.2 41.86 ± 6.6 35.94 ± 10.7
20.00
41.34 ± 5.6 39.97 ± 7.2 42.01 ± 5.8 36.55 ± 9.0
Todas recuperações
avaliadas (média ±
DP)
40.99 ± 1.6 40.33 ± 3.6 42.79 ± 3.4 37.93 ± 2.5
111
Dessa forma, este método foi aplicado na quantificação de AOH e AME no
albedo e flavedo de tangerinas com e sem sintomas da doença mancha marrom
de alternaria. E através destas análises pode-se chegar à evidência de que a
micotoxina AOH está presente nos frutos de tangerinas com uma quantidade
cinco vezes maior (17.4 ± 1.0 µg/kg) do que a micotoxina AME (3.5 ± 0.2 µg/kg).
Além disso, ambas toxinas foram detectadas em todas as amostras de flavedo
obtidas de frutos com sintomas de mancha marrom de alternaria. Por outro lado,
nem AOH e nem AME foram detectados nas amostras de albedo, e nem mesmo
do albedo obtido dos frutos sem qualquer sintoma da doença (
Tabela 14). Estes
dados indicam que estas toxinas não são acumuladas dentro dos frutos de
tangerinas, sugerindo, assim, que o flavedo pode estar atuando como uma
barreira à penetração do fungo. Estes dados aparentemente vão de encontro
com as observações de AGRIOS, 1997, que relatou através de lesões
promovidas pela mancha marrom de alternaria na superfície de frutos de citros a
extensão da infecção até o interior do fruto. Através dos resultados obtidos neste
trabalho, é possível sugerir que a infecção não está diretamente relacionada com
a produção de algumas micotoxinas dentro dos frutos de tangerinas.
Tabela 14.
Aplicação do método validado nas análises de tangerinas com e sem
sintomas de mancha marrom de alternaria (n = 3).
Quantidade de micotoxina (média ± DP) em (µg/kg)
Flavedo Albedo
Amostras
(n = 3)
Fonte (Lugar –
Cidade/Estado)
Alternariol
Alternariol
monometil
éter
Alternariol
Alternariol
monometil
éter
Saudável 1 Fazenda – Aguaí/SP
2.5 ± 0.3
LD n.d. n.d.
Saudável 2 Fazenda – Aguaí/SP
3.7 ± 0.4 0.9 ± 0.1
n.d. n.d.
Saudável 3
§
Supermercado local –
Recife/PE
n.d. n.d. n.d. n.d.
Saudável 4
§
Supermercado local –
Recife/PE
n.d. n.d. n.d. n.d.
Com sintomas 1 Fazenda – Aguaí/SP
17.4 ± 1.0 3.5 ± 0.2
n.d. n.d.
Com sintomas 2 Fazenda – Aguaí/SP
13.3 ± 0.9 2.5 ± 0.2
n.d. n.d.
Com sintomas 3 Fazenda – Aguaí/SP
14.1 ± 0.9 2.9 ± 0.2
n.d. n.d.
Com sintomas 4 Fazenda – Aguaí/SP
13.1 ± 0.9 2.5 ± 0.3
n.d. n.d.
§
Adquirido na cidade do Recife (Nordeste do Brasil), uma região em que a doença mancha marrom de
alternaria ainda não foi reportada; n.d.: não detectado.
112
Ainda, alguns autores têm atribuído ao albedo propriedades
antimicrobianas devido ao fato de estes tecidos possuírem altas concentrações
de alguns flavonóides além de outros compostos fenólicos (AGRIOS, 1997 &
MOKBEL et. al., 2006). Além disso, alguns destes compostos podem ser
encontrados no flavedo também, porém nenhuma atividade antimicrobiana foi
atribuída a este tecido ainda (AGRIOS, 1997). Entretanto, a presença deste tipo
de compostos no albedo pode estar atuando na inibição da proliferação do
microrganismo, evitando assim a produção de AOH e AME dentro dos frutos de
tangerina.
Os níveis de contaminação obtidos neste método (Tabela 14) foram
menores do que os previamente reportados por LOGRIECO et. al., 2003 durante
as análises de tangerinas com sintomas de “alternaria black rots”, uma doença
inespecífica, geralmente encontrada em plantas de citros. Estes autores
relataram a detecção de 0.92 mg/kg de AOH e 0.17 mg/Kg de AME,
sugestionando uma elevada produção destas toxinas in situ quando comparada
com espécies de Alternaria responsáveis por causar mancha marrom de
alternaria.
Foram também detectadas pequenas quantidades dos alternariois no
flavedo dos frutos saudáveis, porém apenas nos frutos provenientes de plantas
originárias do estado de São Paulo. Nas amostras coletadas na cidade do Recife-
PE, região nordeste do país em que a doença mancha marrom de alternaria não
foi ainda relatada, tanto
AME quanto AOH não foram detectados. Ainda, quatro
diferentes sucos de tangerina, todos vendidos na maioria das regiões do Brasil,
foram também analisados e nenhum dos dois alternariois foi detectado nestas
amostras.
113
4.5 - Aplicação das Metodologias de TLC, PCR, HPLC-DAD e
HPLC-MS/MS Na Avaliação da Diferença de Metabolismo
Encontrada Em Plantas Com Sintomas de Greening
As análises, tanto de TLC quanto de PCR foram realizadas pelos
pesquisadores e técnicos do FUNDECITRUS para diagnóstico de greening em
plantas cítricas.
Na Figura 53 está apresentado o resultado do experimento realizado em
TLC dos extratos de plantas com sintomas de greening, sintomas de CVC,
plantas sadias, bem como do padrão do ácido 2,5 dihidroxibenzóico. Dessa
forma, foi possível observar que as plantas com sintomas de greening
apresentaram uma mancha bastante intensa logo acima da linha de aplicação
dos extratos com RF = 0.3 (indicada com uma seta azul na Figura 53). Essa
mancha intensa, segundo a literatura (SCHWARZ, 1968; VAN VUUREN, 1977;
FELDMAN, 1969) representa a molécula orbicularina, marcador da doença em
questão. O Experimento também demonstra que as plantas sadias e as plantas
com sintomas de CVC não apresentam a molécula orbicularina.
114
Figura 53. Experimento com extratos do albedo dos frutos de C.sinensis
(laranja pêra) em placa de TLC revelada em lâmpada de UV a 360 nm; HLB =
planta com sintomas de greening, CVC = planta com sintomas de amarelinho,
Sd = padrão de planta sadia, M = padrão do ácido 2,5-dihidroxibenzóico; A seta
azul indica a mancha referente ao possível marcador (orbicularina) da doença
greening (Resultado efetuado no Fundecitrus e cedido pelo pesquidador Dr.
Nelson Arno Wulff).
A Figura 54 ilustra os experimentos realizados com a técnica de PCR
dos extratos de plantas sadias e plantas infectadas com as bactérias Ca.
Liberibacter americanus e Ca. Liberibacter asiaticus. Neste experimento fica
evidente a existência de uma banda de DNA específica da bactéria Ca.
Liberibacter americanus (
Figura 54 – 1, 4, 6, 8, 12,13 e 17) e outra também
específica da bactéria Ca. Liberibacter asiaticus (Figura 54 – 2, 9 e 18). Estas
bandas de fragmentos de DNA estão ausentes nas plantas sadias (Figura 54
3, 5, 7, 10, 11,14
e 15).
2,5 DHB
HLB CVC CVC Sd Sd HLB HLB M
+ — — — — + —
115
Figura 54.
Experimento de PCR: M- marcador de peso molecular; 1- Ca.
Liberibacter americanus; 2- Ca. Liberibacter asiaticus; 3- Sadia; 4- Ca.
Liberibacter americanus; 5- Sadia; 6- Ca. Liberibacter americanus; 7- Sadia; 8-
Ca. Liberibacter americanus; 9- Ca. Liberibacter asiaticus; 10- Sadia; 11- Sadia;
12- Ca. Liberibacter americanus; 13- Ca. Liberibacter americanus; 14- Sadia;
15- Sadia; 16- Controle negativo; 17- Controle Ca. L. americanus; 18- Controle
Ca. L. asiaticus; 19- Controle Ca. L. americanus/ Controle Ca. L. asiaticus
(Resultado efetuado no Fundecitrus e cedido pelo pesquisador Dr. Nelson Arno
Wulff).
Com relação aos experimentos realizados utilizando a técnica de HPLC-
DAD foi possível, também, distinguir metabolicamente as plantas doentes das
plantas saudáveis. O cromatograma apresentado na Cromatograma 7
representa o resultado obtido da análise do extrato de uma planta saudável,
enquanto que o cromatograma apresentado na
Cromatograma 8 representa o
resultado obtido da análise do extrato de uma planta com sintomas da doença
greening. Os dois experimentos foram realizados utilizando as mesmas
condições experimentais.
O cromatograma que se refere ao extrato da planta com sintomas de
doença (
Cromatograma 8) apresentou uma banda cromatográfica em 13,00
min, enquanto que o cromatograma obtido do experimento realizado com a
planta sadia demonstrou que essa banda era ausente (Cromatograma 7),
evidenciando uma diferença no metabolismo desses dois organismos.
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819
116
Minutes
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
mAU
-10
0
10
20
30
40
P
e
r
ce
n
t
20
40
60
80
100
Detector A-330 nm
Greening_I1_Doente_Met_Greening_3_260905
Greening_I1_Sadio_Met_Greening_3_260905
Area
B.CONC
Greening_3_310805.met
Cromatograma 7. Cromatograma obtido de uma planta sadia.
Minutes
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45
mAU
-5
0
5
10
P
e
r
ce
n
t
20
30
40
Detector A-330 nm
Greening_A1_Sadio_Met_Greening_3_260905
Greening_A1_Doente_Met_Greening_3_260905
Area
B.CONC
Greening_3_310805.met
Cromatograma 8. Cromatograma obtido de uma planta com sintoma de
greening.
Presente nas amostras com
sintomas de Greening
117
Além das técnicas de TLC, PCR e HPLC-DAD, foram realizadas também
analises de LC-MS/MS das amostras de plantas com sintomas de greening e
de plantas sadias. Para tanto, foram realizados estudos de fragmentação dos
padrões comerciais de AS e AG e, ainda, foram realizados experimentos com
os extratos das plantas com sintomas de doença, buscando a presença das
moléculas orbicularina e ácido β-O-D glucosilsalicilico. Estes estudos de
fragmentação visaram à busca por fragmentos iônicos específicos de cada
molécula que pudessem ser utilizados nos experimentos de SRM e, dessa
forma, monitorar as moléculas AS, AG, orbicularina e ácido β-O-D
glucosilsalicilico nos extratos de plantas com sintomas de doença e de plantas
saudáveis.
A fragmentação de todas as moléculas foi realizada no modo negativo,
onde as moléculas AG e AS apresentaram os íons moleculares [M-H]
-
= 153
(Figura 55 e Figura 54) e [M-H]
-
= 137 (Figura 55 e Figura 56),
respectivamente. Durante os experimentos de CID-MS/MS para as duas
moléculas foram observados descarboxilações como fragmentos iônicos,
gerando o íon m/z = 109 para a descarboxilação do AG (Figura 55 e Figura
57
) e m/z = 93 para a descarboxilação do AS (Figura 56 e Figura 57).
Da mesma maneira, as possíveis moléculas orbicularina e ácido β-O-D
glucosilsalicilico apresentaram fragmentações semelhantes. A molécula
orbicularina apresentou o íon molecular [M-H]
-
= 315 (Figura 57 e a molécula
ácido β-O-D glucosilsalicilico apresentou o íon molecular [M-H]
-
= 299 (Figura
57
). Nesse caso ambas as moléculas também apresentaram descarboxilações
e a perda de uma unidade de glicose (162 u.m.a.).
Durante o experimento de CID-MS/MS a molécula orbicularina sofreu a
perda de uma unidade de glicose através de uma eliminação 1-2 gerando o
fragmento iônico m/z = 153 (Figura 57), e logo em seguida apresentou uma
descarboxilação gerando o fragmento iônico m/z = 109 (
Figura 57). Dessa
forma foram selecionadas as transições 315>153 e 315>109 para o
monitoramento dessa molécula durante os experimentos de SRM nos extratos
de plantas.
Da mesma forma, o ácido β-O-D glucosilsalicilico demonstrou o mesmo
tipo de fragmentação, só que gerando os fragmentos iônicos m/z = 137 (Figura
118
57) para a perda de uma unidade de glicose e o fragmento iônico m/z = 93
(Figura 57) para a descarboxilação. Assim, as transições 299>137 e 299>93
foram selecionadas para o monitoramento dessa molécula durante os
experimentos de SRM.
m/z
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
%
0
100
108.4914
152.6496
Figura 55. Espectro de íons fragmento da molécula ácido gentísico.
m/z
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
%
0
100
92.5233
136.6667
Figura 56. Espectro de íons fragmento da molécula ácido salicílico.
119
Figura 57. Propostas de fragmentação e transições monitoradas no
experimento de SRM para as moléculas ácido gentísico, orbicularina, ácido
salicílico e ácido salicílico glicosilado (ácido β-O-D glucosilsalicilico).
Obtidos estes resultados, optou-se por analisar duas coleções de
amostras de plantas com sintomas de greening e plantas sadias, através das
técnicas TLC, PCR, HPLC-DAD e HPLC-MS/MS, para avaliar a presença de
possíveis marcadores da doença em questão e, ainda, qual seria a técnica
mais eficiente para diagnosticar esta patogenia em plantas cítricas.
Os resultados de todas as análises estão apresentados na Tabela 15,
onde estão representados com a notação positivo para a presença ou negativo
para a ausência do marcador eleito de acordo com a técnica aplicada durante
as análises.
Na coluna referente aos resultados do experimento de TLC a notação se
refere a presença ou ausência da mancha com RF = 0.3 que se refere a
molécula orbicularina. Na coluna referente ao experimento de PCR a notação
se refere à presença ou ausência da banda de DNA específica de C. L.
Transições Monitoradas: 153>109
Transições Monitoradas: 137>93
Transições Monitoradas: 315>153
315>109
Ion Ratio = 2.12
Transições Monitoradas: 299>137
299>93
Ion Ratio = 1.71 e 2.16
O
HO
[M-H]
-
= 153
Ácido Gentísico
m/z = 109
OH
OO
HO
O
OO
HO
H
O
HO
[M-H]
-
= 315
Orbicularina
m/z = 153
m/z = 109
O
O
OO
HO
OH
OH
OH
HO
H
OH
OO
HO
O
OO
HO
H
O
[M-H]
-
= 137
Ácido Salicílico
m/z = 93
O
OO
H
OH
OO
O
[M-H]
-
= 299
Ácido Salicílico Glicosilado
m/z = 137
m/z = 93
O
OO
H
O
O
OO
OH
OH
OH
HO
H
OH
OO
Propostas de Fragmentação SRM
Transições Monitoradas: 153>109
Transições Monitoradas: 137>93
Transições Monitoradas: 315>153
315>109
Ion Ratio = 2.12
Transições Monitoradas: 299>137
299>93
Ion Ratio = 1.71 e 2.16
O
HO
[M-H]
-
= 153
Ácido Gentísico
m/z = 109
OH
OO
HO
O
OO
HO
H
O
HO
[M-H]
-
= 315
Orbicularina
m/z = 153
m/z = 109
O
O
OO
HO
OH
OH
OH
HO
H
OH
OO
HO
O
OO
HO
H
O
[M-H]
-
= 137
Ácido Salicílico
m/z = 93
O
OO
H
OH
OO
O
[M-H]
-
= 299
Ácido Salicílico Glicosilado
m/z = 137
m/z = 93
O
OO
H
O
O
OO
OH
OH
OH
HO
H
OH
OO
Propostas de Fragmentação SRM
120
americanus ou da banda de DNA específica de C. L. asiaticus. Na coluna
referente aos resultados do experimento de HPLC-DAD a notação se refere à
presença ou ausência da banda cromatográfica em 13,0 min. E por último, nas
colunas referentes ao ácido gentísico (AG), orbicularina (AG-glu), ácido
salicílico (AS) e ácido β-O-D glucosilsalicilico (AS-glu) estão apresentadas às
áreas encontradas durante os experimentos de SRM (Figura 58) das duas
coleções de amostras de plantas sadias e com sintomas de greening.
Time
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
14.87
27418
11.48
9040
8.89
53499
4.03
29089
3.81
12015
9.43
6557
8.89
113544
9.43
8414
7.39
21211
9.73
14425
7.39
12371
9.73
6672
Ác. Salicílico 137>93
Ác. Gentísico 153>109
Orbicularina 315>153
Orbicularina 315>109
Ác. Salicílico Glicosilado 299>137
Ác. Salicílico Glicosilado 299>93
Time
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
%
0
100
14.87
27418
11.48
9040
8.89
53499
4.03
29089
3.81
12015
9.43
6557
8.89
113544
9.43
8414
7.39
21211
9.73
14425
7.39
12371
9.73
6672
Ác. Salicílico 137>93
Ác. Gentísico 153>109
Orbicularina 315>153
Orbicularina 315>109
Ác. Salicílico Glicosilado 299>137
Ác. Salicílico Glicosilado 299>93
Figura 58. Cromatogramas obtidos durante os experimentos de SRM de
plantas com sintomas de greening e de plantas sadias.
121
Tabela 15. Resultados obtidos através das técnicas, TLC, PCR, HPLC-UV e HPLC-MS/MS para plantas sadias e com sintomas de
greening.
Experimento de SRM
(Área)
Amostras
TLC
PCR C. L.
asiaticus
PCR C. L.
americanus
HPLC-
DAD
13.00 min
AG
11.48 min
153>109
AG-glu
8.90 min
315>109
AS
14.87 min
137>93
AS-glu
7.40 min
299>137
AS-glu
9.76 min
299>137
Coleção de Amostras 1
A
+ - + + 9040 213544 27418 21211 14425
B
±
- + - 3166 78342 21253 22008 4231
C
+ - + + 20780 200944 23609 23087 17472
D
- + - - 14859 107352 35442 23923 9110
E
- + - - 23061 122038 35848 16672 9386
F
- + - - 12195 122190 28318 27707 8775
G
- + - - 8706 32442 19341 5278 2237
H
+ - + + 12607 240650 33053 42608 30594
I
±
- + + 56768 208939 56035 45833 16401
Coleção de Amostras 2
1923
+ + - + 0 145881 53492 25366 24244
2314
+ + - + 0 49045 13562 9048 2094
2311
- + - + 0 35364 16279 20029 3086
1965
- + - - 0 82349 32766 22134 6254
2153
- + - + 0 70359 38500 10931 7660
1925
+ - + + 0 281588 63487 58364 26868
2310
+ - + + 0 161591 51764 39546 20253
1921
- - - - 500 38798 13470 10853 2507
2312
- - - + 0 79896 50070 23646 47013
+ = presença do possível composto químico para diagnose, ou presença da bactéria.
- = ausência do possível composto químico para diagnose, ou presença da bactéria.
±
= dúvida no diagnóstico.
122
A primeira coleção de amostras era composta por plantas com sintomas
de greening, onde esta coleção continha amostras de plantas infectadas com a
bactéria C. L. americanus e amostras de plantas infectadas com a bactéria C.
L. asiaticus. A segunda coleção de amostras era composta também por plantas
infectadas com as duas bactérias citadas acima, além de duas amostras que
compunham plantas aparentemente sadias (1921 e 2312).
As análises das amostras realizadas através de TLC algumas vezes
gerou dúvida com relação à presença ou ausência da mancha que representa
a molécula orbicularina, como observado nas amostras B e I da primeira
coleção de amostras. Essa dúvida pode ter ocorrido devido a baixas
concentrações de orbicularina na planta doente. Já na segunda coleção de
amostras essa dúvida não ocorreu havendo apenas a indicação da ausência ou
presença do marcador. Confrontando estes dados de TLC com os resultados
das análises das mesmas amostras pela técnica de PCR, da primeira coleção
de amostras, observou-se que os resultados obtidos por TLC confirmavam os
dados obtidos por PCR quando as plantas estavam infectadas com a bactéria
C. L. americanus. Já para a segunda coleção de amostras, não foram
observados os mesmos resultados para as amostras 1923 e 2314, onde a TLC
indicava como positivo e a PCR indicava como negativo para a bactéria C. L.
americanus. Em todas as análises de PCR da primeira coleção de amostras os
resultados que apresentavam como negativo para a bactéria C. L. asiaticus
apresentavam como positivo para a bactéria C. L. americanus e vice-e-versa,
isto devido a presença de bandas de DNA distintos para as duas bactérias.
Com exceção das amostras 1923 e 2314 pode-se considerar, através das
análises de TLC e PCR, que a orbicularina estava presente apenas nas plantas
infectadas com a bactéria C. L. americanus, ou as plantas infectadas com a
bactéria C. L. asiaticus só eram capazes de produzir quantidades de
orbicularina inferior a sensibilidade de detecção da técnica TLC para esta
molécula.
Os experimentos de HPLC-DAD da coleção de amostras 1 (Tabela 15)
demonstraram boa concordância com os resultados obtidos por TLC. Em todos
os casos em que a resposta foi positiva no experimento de TLC durante os
experimentos de HPLC-DAD uma banda cromatográfica em 13.00 min também
estava presente. Os experimentos de HPLC-DAD foram importantes nos casos
123
em que o experimento de TLC apresentou dados duvidosos. No caso da
amostra B o experimento de HPLC-DAD apontou para um resultado positivo. E
no caso da amostra I, que também apresentava um resultado duvidoso no
experimento de TLC, o experimento de HPLC-DAD apontou para um resultado
negativo. Estes dados foram confirmados quando a molécula orbicularina foi
monitorada através dos experimentos de LC-MS/MS.
Os experimentos de LC-MS/MS apresentaram bastante concordância
com os dados dos outros experimentos descritos anteriormente quando se
tratava da detecção da molécula orbicularina (AG-glu). Quando a resposta
indicava para positivo utilizando as técnicas de TLC e PCR em plantas
infectadas com C. L. americanus, o experimento de LC-MS/MS apresentou
áreas em torno de 200000 (duzentos mil) quando a molécula orbicularina era
monitorada. Já quando a resposta era negativa nas técnicas de TLC e PCR as
áreas no experimento de LC-MS/MS se mantiveram abaixo de 122000 (cento e
vinte e dois mil). Um perfil deste resultado está apresentado no gráfico de
barras na Figura 59.
124
A )
ABCDEFGH I
0
50000
100000
150000
200000
250000
Área
Amostras
B )
1923 2314 2311 1965 2153 1925 2310 1921 2312
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Área
Amostras
Figura 59. Gráficos de barras apresentando o perfil de áreas encontradas
através do experimento de LC-MS/MS quando a molécula orbicularina estava
sendo monitorada:
A ) Coleção de amostras 1; B ) Coleção de amostras 2.
125
Todos esses experimentos levam a crer que a molécula orbicularina é
produzida em uma concentração maior, e por isso detectável pela técnica de
TLC, quando a planta está infectada com a bactéria C. L. americanus, e
quando a planta está infectada com a bactéria C. L. asiaticus a planta também
produz orbicularina, só que em uma concentração menor, onde esta
concentração ficaria abaixo dos limites de detecção do TLC e do detector de
UV. Uma segunda possibilidade seria a de que a planta já produz orbicularina
em seu metabolismo secundário, e quando a planta é infectada pela bactéria C.
L. americanus a planta é capaz de aumentar a produção desta molécula. Todas
as outras moléculas monitoradas no experimento de LC-MS/MS não
apresentaram qualquer relação com os outros experimentos realizados.
Dessa forma, a conclusão que se chega é que a técnica de TLC, devido
ao baixo custo, ainda deve ser empregada na diagnose de greening como já
era feito desde a década de 60, porém deve-se levar em consideração a baixa
sensibilidade desta técnica podendo levar a resultados duvidosos como os
discutidos aqui. E bem como a técnica de TLC as técnicas HPLC-DAD e LC-
MS/MS também podem ser utilizadas para a diagnose de greening quando se
desejar uma maior precisão dos resultados. A única ressalva é que estas
técnicas apenas serão úteis para a diagnose de greening se a planta estiver
infectada com a bactéria C. L. americanus e que estas técnicas não são
capazes de diagnosticar greening se a planta estiver infectada com a bactéria
C. L. asiaticus. Para a diagnose de greening quando a planta estiver infectada
com a bactéria C. L. asiaticus deve ser utilizada a técnica de PCR. Assim, a
análise ideal para a diagnose de greening sempre deverá conter uma das
técnicas TLC, HPLC-DAD e HPLC-MS/MS aliada a PCR como técnica
confirmatória.
126
4.6 – Resultados Obtidos Durante A Realização dos Ensaios de
Inibição de Guignardia citricarpa, in vitro, Pelo Método de
Germinação de Esporos Em Placa de Poliestireno
A primeira observação referente aos ensaios biológicos com G.
citricarpa foi com relação ao teste realizado com os solventes DMSO,
DMSO:H
2
O 1:1 e H
2
O. Durante os testes foi possível observar que tanto o
DMSO quanto a proporção de DMSO:H
2
O 1:1 apresentaram resultados ruins
quando adicionados no volume de 40 µL à solução de esporos de G. citricarpa.
Observou-se que, quando adicionados, esses solventes provocaram
deformações nos esporos impedindo a germinação, ou seja, esses solventes
por si só já apresentavam atividade fungicida frente ao microrganismo e, dessa
maneira, a hipótese de serem utilizados como solventes na solubilização dos
compostos a serem testados foi completamente descartada. Por outro lado,
quando o ensaio foi realizado com 40 µL de H
2
O, observou-se que os esporos
germinaram sem dificuldade e esse foi então o solvente utilizado durante todo o
ensaio.
Os compostos que apresentaram baixa solubilidade em H
2
O, como as
cumarinas, tiveram esse problema contornado quando adicionados à água e
mantidos por 20 minutos em banho maria sob a temperatura de 45
o
C, tornado-
se, assim, solúveis e possibilitando a realização do ensaio biológico.
Com relação ao ensaio biológico com a solução das substâncias, foi
possível observar que todas as substâncias apresentaram o efeito de
diminuição na germinação dos esporos de G. citricapa. Apenas a substância
suberosina apresentou o efeito de estimular a germinação dos esporos do
microrganismo, quando comparado com a solução controle que continha
apenas H
2
O (Tabelas 16 e 17 e Figuras 60 e 61).
Dos compostos ensaiados quatro apresentaram os resultados mais
promissores, os dois derivados do ácido benzóico, o ácido 3,4,5-
trimetoxibenzóico e o ácido 3,4-dimetoxibenzóico, e os flavonóides glicosilados
naringina e rutina. Essas quatro substâncias foram capazes de, na
concentração de 500 µg/mL, inibirem por completo a germinação dos esporos
de G. citricarpa (Tabelas 18 e 19 e Figuras 62e 63).
127
Com relação às cumarinas ensaiadas, as que apresentaram bons
resultados de inibição da germinação dos esporos foram as cumarinas seselina
e angelical. A seselina apresentou média de germinação dos esporos de 1,5 e
o angelical de apenas 0,75, de um total de 100 esporos contados para quatro
repetições do experimento.
Tabela 16. Resultados obtidos durante o Ensaio 1 a de germinação dos
esporos de G. citricarpa.
ENSAIO 1a
N
o
de Esporos Germinados
Repetições
Composto Concentração 1 2 3 4 Médias D. P.
*
1
500 µg/mL 0 0 0 0 0 0
2
500 µg/mL 0 0 0 0 0 0
3
500 µg/mL 2 3 3 5 3,25 1,258305739
4
500 µg/mL 7 4 3 6 5 1,825741858
5
500 µg/mL 8 7 10 11 9 1,825741858
6
500 µg/mL 0 7 0 10 4,25 5,057996968
7
500 µg/mL 0 7 1 0 2 3,366501646
8
500 µg/mL 0 0 0 2 0,5 1
9
500 µg/mL 0 1 1 0 0,5 0,577350269
10
500 µg/mL 13 10 12 16 12,75 2,5
11
500 µg/mL 6 3 13 9 7,75 4,272001873
12
40 µL 54 43 65 51 53,25 9,10585892
*
D. P. = Desvio Padrão
Tabela 17. Resultados obtidos durante o Ensaio 1 b de germinação dos
esporos de G. citricarpa.
ENSAIO 1b
N
o
de Esporos Germinados
Repetições
Composto Concentração 1 2 3 4 Médias D. P.
*
1
500 µg/mL 0 0 0 0 0 0
2
500 µg/mL 0 0 0 0 0 0
3
500 µg/mL 2 3 3 5 3,25 1,258305739
4
500 µg/mL 7 3 3 4 4,25 1,892969449
5
500 µg/mL 8 5 8 10 7,75 2,061552813
6
500 µg/mL 0 7 0 9 4 4,69041576
7
500 µg/mL 0 7 1 0 2 3,366501646
8
500 µg/mL 0 0 0 0 0 0
9
500 µg/mL 0 0 0 0 0 0
10
500 µg/mL 5 1 5 2 3,25 2,061552813
11
500 µg/mL 0 0 6 4 2,5 3
12
40 µL 50 37 55 48 47,5 7,593857167
*
D. P. = Desvio Padrão
128
Efeito dos compostos sobre a germinação de
G. citricarpa
0
10
20
30
40
50
60
70
123456789101112
Tratamentos
Germinação (%)
Figura 60. Gráfico dos ensaios de inibição de G. citricarpa relativo ao Ensaio
1a.
Efeitos dos compostos sobre a formação de
apressório de G. citricarpa
0
10
20
30
40
50
60
123456789101112
Tratamentos
Formação de apressório (%
)
Figura 61. Gráfico dos ensaios de inibição de G. citricarpa relativo ao Ensaio
1b.
129
Tabela 18. Resultados obtidos durante o ensaio 2 a de germinação dos
esporos de G. citricarpa.
ENSAIO 2a
N
o
de Esporos Germinados
Repetições
Composto Concentração 1 2 3 4 Médias D. P.
*
1
500 µg/mL 33 40 44 35 38 4,301162634
2
500 µg/mL 2 1 2 1 1,5 0,5
3
500 µg/mL 68 67 70 67 68 1,224744871
4
500 µg/mL 0 2 0 1 0,75 0,829156198
5
500 µg/mL 36 30 20 35 30,25 6,339361167
6
500 µg/mL 14 19 26 10 17,25 5,973901573
7
500 µg/mL 19 14 29 25 21,75 5,717298313
8
500 µg/mL 47 62 52 65 56,5 7,29725976
*
D. P. = Desvio Padrão
Tabela 19. Resultados obtidos durante o ensaio 2 b de germinação dos
esporos de G. citricarpa.
ENSAIO 2b
N
o
de Esporos Germinados
Repetições
Composto Concentração 1 2 3 4 Médias D. P.
*
1
500 µg/mL 33 40 44 35 38 4,301162634
2
500 µg/mL 2 1 2 1 1,5 0,5
3
500 µg/mL 64 65 66 67 65,5 1,118033989
4
500 µg/mL 0 2 0 1 0,75 0,829156198
5
500 µg/mL 34 25 20 29 27 5,14781507
6
500 µg/mL 12 18 24 9 15,75 5,760859311
7
500 µg/mL 17 14 28 25 21 5,700877125
8
40 µL 46 62 52 60 55 6,403124237
*
D. P. = Desvio Padrão
130
Efeito dos compostos na germinação de G.
citricarpa
0
10
20
30
40
50
60
70
80
12345678
Tratamentos
Germinação (%)
Figura 62.
Gráfico dos ensaios de inibição de G. citricarpa relativo ao Ensaio
2a.
Efeitos dos compostos na formação de
apressório de G. citricarpa
0
10
20
30
40
50
60
70
12345678
Tratamentos
Formação de apressório (%
)
Figura 63.
Gráfico dos ensaios de inibição de G. citricarpa relativo ao Ensaio
2b.
131
5. Considerações Finais
Através da metodologia de análise desenvolvida para a detecção dos
compostos polares presentes nas folhas de citros utilizando HPLC-UV-MS,
bem como as propostas de fragmentação e as informações obtidas da
literatura, a respeito dos metabólitos secundários presentes nas espécies de
Citrus, foi possível detectar a presença dos flavonóides glicosilados rutina ou
hesperidina. Da mesma forma, através da metodologia de análise desenvolvida
para a detecção dos compostos de polaridade intermediária nas folhas de
citros utilizando HPLC-UV-MS, bem como as propostas de fragmentação e,
ainda, através das informações obtidas da literatura a respeito dos metabólitos
secundários presentes nas espécies de Citrus, foi possível detectar a presença
dos flavonóides polimetoxilados nobiletina, tangeretina e aurentina. Os demais
compostos presentes nos cromatogramas, tanto na análise dos compostos
polares quanto dos compostos de polaridade intermediária, ainda não foram
identificados.
As análises comparativas de plantas sadias e com sintomas de MSC,
utilizando HPLC-UV-MS, demonstraram diferenças nítidas na composição
química das duas plantas. O surgimento de uma molécula com tempo de
retenção de 28 minutos, tanto no cromatograma obtido no detector de UV no
comprimento de onda de 330 nm quanto no detector de massas caracterizou
essa diferença no metabolismo da planta doente. Devido a esta diferença
aparente partiu-se do princípio de que esta molécula poderia representar um
marcador da doença, onde, dessa forma, experimentos de HPLC-MS/MS SRM
foram desenvolvidos e realizados a fim de monitorar a molécula em questão
nas folhas, casca da copa (Citrus sinensis) e casca do cavalo (Citrus limonea)
em uma coleção de plantas sadias, com sintomas da doença e assintomáticas
coletadas ao lado de plantas doentes. Dessa forma, pode-se relatar que em
todas as plantas e em todas as partes analisadas a molécula em questão
estava presente, apresentando, em todos os casos, maior quantidade na copa
da planta. As amostras de folhas apresentaram praticamente metade da
quantidade presente na copa e no cavalo detectou-se praticamente 10% da
quantidade presente na copa. A planta doente foi a que apresentou a menor
quantidade do analito na copa, quando comparado com a copa das outras
132
plantas analisadas, mas não foi possível observar qualquer relação do analito
em questão com a doença morte súbita dos citros. A estrutura molecular da
molécula analisada ainda não foi elucidada.
Também, no sentido de avaliar diferenças metabólicas entre plantas
sadias e doentes as metodologias de TLC, PCR, HPLC-DAD e HPLC-MS/MS
foram aplicadas na avaliação da diferença de metabolismo entre plantas com
sintomas de greening e plantas sadias. Para isto, as moléculas orbicularina,
ácido gentísico, ácido salicílico e ácido salicílico glicosilado foram analisadas.
Dessa maneira, a conclusão que se chegou foi que a técnica de TLC, devido
ao baixo custo, ainda deve ser empregada na diagnose de greening como já
era feito desde a década de 60, porém deve-se levar em consideração a baixa
sensibilidade desta técnica podendo levar a resultados duvidosos. E bem como
a técnica de TLC as técnicas HPLC-DAD e LC-MS/MS também podem ser
utilizadas para a diagnose de greening quando se desejar uma maior precisão
dos resultados. A única ressalva é que estas técnicas apenas serão úteis para
a diagnose de greening se a planta estiver infectada com a bactéria C. L.
americanus e que estas técnicas não são capazes de diagnosticar greening se
a planta estiver infectada com a bactéria C. L. asiaticus. Para a diagnose de
greening quando a planta estiver infectada com a bactéria C. L. asiaticus deve
ser utilizada a técnica de PCR. Assim, a análise ideal para a diagnose de
greening sempre deverá conter uma das técnicas TLC, HPLC-DAD e HPLC-
MS/MS aliada a PCR como técnica confirmatória.
Estudar a composição química dos microrganismos fitopatogênicos
também se faz importante para a compreensão das interações planta-
microrganismo. Dessa forma, estudou-se o metabolismo secundário do
patógeno de Citrus Alternaria alternata, causador da doença mancha marrom
de alternaria em tangerinas, quando cultivado em grande quantidade de milho
do tipo canjica. A partir da extração, purificação e identificação, através das
técnicas de RMN e espectrometria de massas, foi possível obter quantidades
razoáveis das micotoxinas AOH e AME, além da molécula Ácido tenuazônio.
Tendo essas duas micotoxinas isoladas e identificas decidiu-se por avaliar o
perfil da produção dessas moléculas no metabolismo de A. alternata ao longo
do período de 30 dias. Para tanto utilizou-se HPLC-DAD como ferramenta.
133
Confrontando os dados das duas curvas entre os períodos do 10
o
dia até o 20
o
dia pode-se observar que para a micotoxina AME a produção foi bastante restrita,
praticamente estacionária, enquanto para a outra micotoxina, AOH, a produção
foi bastante acelerada representando a fase Log do metabolismo. Esses fatos
indicam a possibilidade de disputas pelos mesmos precursores/nutrientes durante
o metabolismo do microrganismo ou pelas mesmas enzimas durante o processo
de síntese dos metabólitos durante esse período. Além disso, os resultados
observados atras da construção das curvas de produção dos dois metabólitos
demonstraram um grande acúmulo destes quando o microrganismo foi cultivado
em milho, com a produção superior de AOH de praticamente 4 vezes com
relação a micotoxina AME.
Ainda, por se tratarem de moléculas cancerígenas ao homem, as
micotoxinas AOH e AME foram quantificadas nas cascas de tangerinas (albedo e
flavedo). Para tanto, um método de HPLC-MS/MS com experimento SRM foi
desenvolvido e validado para quantificar as micotoxinas. Os limites de
quantificação ficaram estabelecidos abaixo de 0.5 µg/kg e os limites de detecção
ficaram estabelecidos abaixo de 0.13 µg/kg para ambos os alternariois. Estes
valores expressaram a habilidade do método desenvolvido de detectar e
quantificar os alternariois em cascas de tangerina ao nível de ppt. Este nível de
sensibilidade demonstrou que o método representa uma boa ferramenta para ser
utilizada no controle de qualidade destas micotoxinas em alimentos. O método
também apresentou bons resultados de linearidade precisão e exatidão.
Entretanto os valores obtidos de recuperação demonstraram que o procedimento
de extração ou de clean-up não foram completamente eficientes uma vez que as
recuperações ficaram em torno de 40%. Porém, este valor demonstrou
concordância com o que foi reportado na literatura uma vez que a recuperação
reportada foi de 36% para a micotoxina AOH e 20% para a micotoxina AME em
sucos de laranja.
Dessa forma, este método foi aplicado na quantificação de AOH e AME no
albedo e flavedo de tangerinas com e sem sintomas da doença mancha marrom
de alternaria. E, através destas análises, pode-se chegar à evidência de que a
micotoxina AOH está presente nos frutos de tangerinas com uma quantidade
134
cinco vezes maior (17,4 ± 1,0 µg/kg) do que a micotoxina AME (3,5 ± 0,2 µg/kg).
Este resultado corrobora com os resultados observados quando o microrganismo
foi cultivado em milho, demonstrando que a elevada produção da micotoxina
AOH é uma característica intrínseca do fitopatógeno independente se ele se
desenvolve em seu hospedeiro natural. Além disso, ambas as toxinas foram
detectadas em todas as amostras de flavedo obtidas de frutos com sintomas de
mancha marrom de alternaria. Estes dados demonstram que o fato de não terem
sido detectadas as micotoxinas AOH e AME no albedo dos frutos confere ao
flavedo uma barreira natural contra a penetração do microrganismo e das
micotoxinas nas partes internas da planta.
Além dos estudos realizados visando entender as relações químicas
existentes entre as plantas de Citrus com seus fungos fitopatogênicos, realizou-
se, também, ensaios biológicos com algumas moléculas visando a inibição do
microrganismo Guignardia citricarpa, causador da doença pinta-preta dos
citros. Através dos dados obtidos durante o ensaio de inibição de G. citricarpa, in
vitro, pelo método de germinação de esporos em placas de poliestireno, foi
possível observar que todas as substâncias apresentaram o efeito de
diminuição na germinação dos esporos do microrganismo. Apenas a
substância suberosina apresentou o efeito de estimular a germinação dos
esporos de G. citricarpa, quando comparado com a solução controle que
continha apenas H
2
O. Dos compostos ensaiados quatro apresentaram os
resultados mais promissores, os dois derivados do ácido benzóico, o ácido
3,4,5-trimetoxibenzóico e o ácido 3,4-dimetoxibenzóico, e os flavonóides
glicosilados naringina e rutina. Essas quatro substâncias foram capazes de, na
concentração de 500 µg/mL, inibirem por completo a germinação dos esporos
de G. citricarpa.
135
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