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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.60.2020.tde-21092021-042202
Document
Auteur
Nom complet
Jolindo Alencar Freitas
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2020
Directeur
Jury
Costa, Fernando Batista da (Président)
Biavatti, Maique Weber
Moraes, Luiz Alberto Beraldo de
Silva, Ricardo Roberto da
Titre en anglais
Metabolomics studies of wild edible plants from Asteraceae family
Mots-clés en anglais
Asteraceae
Metabolomics
Pyrrolizidine alkaloids
Unconventional edible plants
Wild edible plants
Resumé en anglais
The plant family Asteraceae has important edible species, such as lettuce and chicory, which are widely cultivated around the world. Studies have demonstrated the importance to ingest wild and/or spontaneous plant species as salads or condiments, since they are sources of a wide variety of nutrients and secondary metabolites. Unfortunately, edible wild species ethnobotanical studies presented the use of species with chronic toxic compounds as pyrrolizidine alkaloids or unclear phytochemistry as E. fosbergii. This study aims to demonstrate, through LC-MS untargeted metabolomics analysis of plants, possible risks and advantages of including 11 Asteraceae wild edible leaves in population diet. Initially, E. fosbergii had its chemical profile studied, which showed for the first time in this species the occurrence of 28 compounds, including pyrrolizidine alkaloids, flavonoids and cinnamic acid derivatives. At second, E. fosbergii and E. sonchifolia had their metabolic profiling compared, revealing that E. fosbergii accumulates more pyrrolizidine alkaloids than E. sonchifolia, with main importance to emiline compound, present mainly in the first species. Then, the influence of soil composition and phenology were studied in both species, revealing the situation in which each plant accumulates certain classes of compounds. Apart from that, other nine species, including wild and domesticated crop species, had their LC-MS chemical profile compared. It was possible to observe that Bidens pilosa, Galinsoga parviflora, Acmella oleraceae samples had different chemical profiles from Cichorieae tribe samples. Cichorium intybus and Youngia japonica species had unique chemical profiles and were distinguished from other four species. Lactuca canadensis, Sonchus oleraceus and Cichorium endivia demonstrated a similar chemical profile among each other and with a few L. sativa samples. The main discriminant compounds were linked to the chemotaxonomic information of each tribe. In conclusion, these findings have not only demonstrated the importance of chemotaxonomy in Asteraceae but also presented that the studied wild edible species could bring a variety of secondary metabolites to population. At last, this study confirmed hypothesis of pyrrolizidine alkaloids presence in E. fosbergii, which is a risk to the population due to the toxicity of this class of secondary metabolites.
Titre en portugais
Estudos metabolômicos de plantas alimentícias selvagens da família Asteraceae
Mots-clés en portugais
Alcaloides pirrolizidínicos
Asteraceae
Metabolômica
Plantas alimentícias não convencionais (PANCs)
Plantas selvagens alimentícias
Resumé en portugais
A família Asteraceae possui importantes plantas alimentícias, como alfaces e chicórias, as quais são extensamente cultivadas pelo mundo todo. Estudos têm demonstrado a importância de se incluir espécies de plantas selvagens e/ou espontâneas na alimentação, nas formas de salada ou condimento, a fim de incrementar a ingestão de determinados nutrientes e metabólitos secundários. Infelizmente, alguns estudos de espécies alimentícias selvagens relatam o uso de plantas com presença de substâncias tóxicas, como alcaloides pirrolizidínicos, ou uso de espécies com fitoquímica pouco estudada, como Emilia fosbergii. Este estudo tem o objetivo de demonstrar, através de estudos metabolômicos não-direcionados por CL-EM possíveis riscos e vantagens de se incluir 11 espécies de plantas selvagens na alimentação da população. Inicialmente, E. fosbergii teve o perfil químico estudado e 28 substâncias foram descritas pela primeira vez nesta espécie, incluindo alcaloides pirrolizidínicos, flavonoides, e derivados do ácido cinâmico. Com isso, comparou-se o perfil metabólico de E. fosbergii com E. sonchifolia, revelando que E. fosbergii acumula mais alcaloides pirrolizidínicos que E. sonchifolia, com destaque ao alcaloide pirrolizidínico emilina, presente predominantemente na primeira espécie. Na sequência, ainda foi estudada a influência da composição do solo e do florescimento no perfil químico das duas espécies, que revelou condições em que cada espécie acumula certas classes de substâncias. Além disso, nove espécies, entre selvagens e domesticadas, tiveram o perfil químico obtido por CL-EM comparado. Foi possível observar que amostras das espécies Bidens pilosa, Galinsoga parviflora e Acmella oleracea tiveram perfil químico muito diferente de amostras da tribo Cichorieae. Cichorium intybus e Youngia japonica apresentam perfil químico únicos e distintos das outras quatro espécies. Lactuca canadensis, Sonchus oleraceus e Cichorium endivia demonstraram perfil químico similar entre si e com algumas amostras de L. sativa. Os principais discriminantes foram associados à informação quimiotaxonômica de cada tribo. Concluindo, estes resultados não apenas demonstram a importância da quimiotaxonomia em Asteraceae como também apresenta que o uso de algumas dessas espécies poderia contribuir com obtenção de uma variedade de metabólitos secundários para a população. Por último, este estudo confirmou a hipótese da presença de alcaloides pirrolizidínicos em E. fosbergii, o que é um alerta de risco à população devido à toxicidade dessa classe de metabólitos secundários.
 
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Date de Publication
2021-09-24
 
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