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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
Carmen Eusebia Palacios Jara
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Salatino, Antonio (Presidente)
Cesarino, Igor
Pestana, Carlos Mario Donado
Santos, Wanderley Dantas dos
Vilegas, Wagner
Título em português
Efeito do déficit hí­drico e CO2 elevado sobre substâncias fenólicas e ligninas do sorgo var. 'BRS 330'
Palavras-chave em português
Fenilpropanoides
Flavonoides
Ligninas
Mudanças climáticas
Sorgo var.'BRS 330'
Resumo em português
A presente tese compõe-se de três capítulos. Capitulo I. Uma revisão geral é apresentada sobre os padrões de consumo de alimentos e a problemática da segurança alimentar diante do acelerado crescimento populacional, além dos desafios impostos pelas mudanças climáticas previstas para o futuro próximo. Busca-se neste capítulo uma compreensão abrangente sobre possíveis alterações na qualidade nutricional da planta oriunda de alterações climáticas que se esperam até o final do século em curso. Capitulo II. O capítulo refere-se à caracterização e determinação dos teores de substâncias fenólicas solúveis de órgãos de plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) var. 'BRS 330', cultivadas sob déficit hídrico e distintas concentrações atmosféricas de CO2. As plantas foram cultivadas em Câmaras de Topo Aberto (OTC) por 120 dias após o plantio (DAP), sob condições de CO2 ambiente (400 ppm) e elevado (800 ppm) (tratamentos A e E, respectivamente). Após 60 dias, a irrigação foi reduzida a 23% em relação às plantas controle. As coletas foram estabelecidas em duas fases de desenvolvimento do grão: estádio imaturo (90 DAP) e maduro (120 DAP). Foram feitas determinações de flavonoides e fenilpropanoides de folhas, pedúnculo, colmo, raízes escoras, raízes e grãos por CLAE, utilizando orientina, vitexina, pinocembrina e ácido clorogênico como padrões externos para dosagem de flavonoides e fenilpropanoides, respectivamente. O teor de taninos totais dos mencionados órgãos foi determinado por precipitação com albumina de soro bovino e espectrofotometria. Técnicas de CLAE-DAD-MS-MS foram utilizadas para a caracterização das substâncias fenólicas de todos os órgãos da planta. Análises Multivariadas de Agrupamento e Componentes Principais (PCA) foram utilizadas para avaliar afinidades entre 132 substâncias detectadas e 72 substâncias caracterizadas, respectivamente. As variações de abundância relativa de fenilpropanoides (24 substâncias) e flavonoides (48 substâncias), devidas aos distintos estádios de maturação e formas de tratamento, são apresentadas por meio de heat maps para cada órgão. A maior diversidade de substâncias fenólicas foi observada em folhas, e a menor, nos grãos. Derivados de ácido ferúlico, ácidos clorogênicos, flavonas e flavanonas foram caracterizados na planta toda. Flavanonas foram detectadas apenas em raízes escoras, raízes e grãos. As O-glicoflavonas foram detectadas com frequência muito maior do que C-glicosídeos. Aos 90 DAP, alterações significativas devidas a E foram observadas no conteúdo de fenilpropanoides das folhas e raízes escoras e no conteúdo dos flavonoides das folhas e grãos. Aos 120 DAP, foi detectado incrementos no conteúdo de flavonoides das raízes escoras. O teor de taninos nos grãos da var. 'BRS 330' é relativamente elevado, e foi reduzido significativamente com o tratamento E aos 120 DAP. Capitulo III. Esse capítulo tem por objetivo a comparação da composição de substâncias fenólicas da parede celular e ligninas das mesmas plantas e órgãos enfocados no Capítulo II. Material de folhas, pedúnculo, colmo, raízes escoras, raízes e grãos nos estádios imaturo (90 DAP) e maduro (120 DAP) foram submetidos à hidrólise alcalina para remoção dos ácidos p-cumárico e ferúlico, principais ácidos fenólicos ligados à parede celular de gramíneas. O teor de ligninas e a distribuição de seus monômeros constituintes p-hidroxifenila (H), guaiacila (G) e siringila (S) foram determinados por meio de tratamento da parede celular total dos órgãos com brometo de acetila e nitrobenzeno, respectivamente. A análise dos monômeros de lignina foi por CLAE-DAD. Aos 90 DAP, alterações significativas induzidas por E foram observadas relativamente ao teor de ácido p-cumárico de folhas, pedúnculo e grãos. Paralelamente, o teor de ácido ferúlico foi alterado nas folhas e raízes escoras. Aos 120 DAP, reduções significativas nos teores de ácidos p-cumárico e ferúlico foram observadas nas folhas. O conteúdo de lignina foi alto nas raízes escoras em ambos os estádios de maturação e reduzido significativamente por E nos grãos. O conteúdo dos monômeros H, G e S do colmo foi também reduzido significativamente por E
Título em inglês
Effect of water deficit and elevated CO2 on phenolic substances and lignins of sorghum var. ‘BRS 330’
Palavras-chave em inglês
Climate changes
Flavonoids
Lignins
Phenylpropanoids
Sorghum var. ‘BRS 330’
Resumo em inglês
The present Dissertation comprises three chapters. Chapter I. Taking into account the fast population growth, a broad revision is made in this chapter about patterns of food consumption and problems related to food safety. In addition, comments are made about challenges imposed by climate changes expected to occur in the near future. It is aimed to reach a broad understanding about possible changes on food quality due to the world changes foreseen to happen by the end of the current century. Chapter II. This chapter refers to the characterization and measurement of the contents of phenolic substances of organs of sorghum plants (Sorghum bicolor (L.) Moench) var. 'BRS 330', cultivated under the influence of hydric deficit and distinct atmospheric CO2 concentration. The plants were cultivated inside Open Top Chambers (OTC) over 120 days after planting (DAP) under the effects of environmental (400 ppm) and elevated CO2 (800 ppm) (treatments A and E, respectively). After 60 days, irrigation was dropped to 23% relative the control. Material collection was scheduled to occur on two developmental phases: immature stage (90 DAP) and mature stage (120 DAP). Measurements were made of the contents of flavonoids and phenylpropanoids from leaves, peduncle, culm, prop roots, roots and grains by HPLC, using orientin, vitexin, pinocembrin and chlorogenic acid, respectively, as calibration external standards. The contents of tannins of the mentioned sorghum organs were determined by precipitation with bovine serum albumin and spectrophotometry. Techniques of CLAE-DAD-MS-MS were used for characterization of phenolic substances of all plant organs. Multivariate Cluster and Principal Components Analysis (PCA) were used to evaluate affinities among 132 detected and 72 characterized substances, respectively. Variations of relative abundance of phenylpropanoids (24 substances) and flavonoids (48 substances), due to distinct maturation stage and CO2 concentration, are presented by means of heat maps for each organ. The highest diversity of phenolic substances was observed in leaves and the lowest in grains. Derivatives of ferulic acid, chlorogenic acids, flavones and flavanones were characterized in extracts of all organs. Flavanones were detected only in prop roots, roots and grains. O-Glycoflavones largely predominated over C-glycosides. At 90 DAP a significant increase of phenylpropanoids due to E was observed in leaves and prop roots and of flavonoids in leaves and grains. At 120 DAP an increase was observed in the flavonoid content of prop roots. The content of tannins in grains of var. 'BRS 330' is relatively high and was significantly reduced by treatment E at 120 DAP. Chapter III. This chapter aimed to compare the composition of phenolic substances of the cell wall and lignins of the same plants and organs dealt with in Chapter II. Material of leaves, peduncle, culm, prop roots, roots and grains at the immature (90 DAP) and mature (120 DAP) stages were treated by alkaline hydrolysis for removal of p-coumaric and ferulic acids, the main phenolic acids attached to grasses cell walls. The contents and lignins and the distribution of their monomer constituents p-hydroxyphenyl (H), guaiacyl (G) and siringyl (S) were determined by treatment of whole cell walls of all organs with acetyl bromide and nitrobenzene, respectively. The analysis of lignin monomers was by CLAE-DAD. At 90 DAP, significant changes induced by E were detected in connection with the content of p-coumaric acid of leaves, peduncle and grains. At the same time, the content of ferulic acid was changed in leaves and prop roots. At 120 DAP, significant decreases of the contents of p-coumaric and ferulic acids were detected in leaves. The content of lignin was high in prop roots at both maturation stages and was significantly lowered by E in grains. The contents of the monomers H, G and S of the culm was also significantly lowered by E
 
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Data de Liberação
2020-04-01
Data de Publicação
2018-04-19
 
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