ABSTRACT
Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.
Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.
Subject(s)
Lactuca/drug effects , Anthraquinones , Clusiaceae/chemistry , Clusiaceae/toxicity , Terpenes , In Vitro TechniquesABSTRACT
Abstract Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.
Resumo Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.
ABSTRACT
Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.
Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.