Chemical defense in the red seaweed Plocamium brasiliense: spatial variability and differential action on herbivores / Defesa química na macroalga marinha vermelha Plocamium brasiliense: variabilidade espacial e diferentes ações sobre herbívoros

Species of Plocamium are known as prolific sources of halogenated secondary metabolites exhibiting few explored ecological roles. In this study the crude extracts from specimens of P. brasiliense collected in two distinct places, Enseada do Forno and Praia Rasa, Búzios, Estado do Rio de Janeiro, were evaluated as defense against the sea urchin Lytechinus variegatus and the crab Acanthonyx scutiformis. These specimens produce a similar amount of crude extract and also halogenated monoterpene compound-types, but individuals of P. brasiliense from Praia Rasa exhibit a major compound representing about 59% of the total chemicals. Natural concentrations of the crude extracts obtained from both specimens of P. brasiliense significantly inhibited the herbivory by the sea urchin L. variegatus, but had no significant effect on the feeding by A. scutiformis, a crab commonly associated to chemically defended host. Crude extract from P. brasiliense collected at Praia Rasa was more efficient as defense against L. variegatus than that crude extract from populations of this alga from Enseada do Forno, probably due to presence of a major secondary metabolite. These two studied population live under different environmental conditions, but they are only about 30 Km apart. However, it is impossible to affirm that environmental characteristics (abiotic or biotic) would be responsible for the difference of defensive potential found in the two populations of P. brasiliense studied here. Further genetic studies will be necessary to clarify this question and to explain why populations of a single species living in different but close locations can exhibit distinct chemicals.

Espécies de Plocamium são conhecidas como fontes prolíficas de metabólitos secundários halogenados com significados ecológicos pouco conhecidos. Neste trabalho extratos brutos de espécimes de P. brasiliense coletados em duas localidades distintas, Enseada do Forno e Praia Rasa, Búzios, Estado do Rio de Janeiro, foram avaliados como defesa química contra o ouriço Lytechinus variegatus e o caranguejo Acanthonyx scutiformis. Estes espécimes produzem teores similares de extrato bruto e tipos de substâncias monoterpenos halogenados, mas os indivíduos da Praia Rasa possui um componente majoritário representando 59% do total de metabólitos. Concentrações naturais dos extratos brutos destes espécimes inibiram significativamente o consumo por L. variegatus, mas não causaram qualquer efeito sobre A. scutiformis, um caranguejo comumente associado a P. brasiliense, um hospedeiro quimicamente defendido. O extrato bruto de P. brasiliense coletada na Praia Rasa foi mais eficiente como defesa frente a L. variegatus do que aquele obtido de população desta alga da Enseada do Forno, provavelmente pela presença de uma substância majoritária. Estas duas populações de P. brasiliense estudadas vivem sob diferentes condições ambientais, mas distantes somente cerca de 30 km. Entretanto, é impossível afirmar que características ambientais (abióticas ou bióticas) seriam responsáveis pelas diferenças de potencial defensivo encontrados nestas duas populações de P. brasiliense estudadas. Futuros estudos genéticos são necessários para esclarecer esta questão e para explicar porque populações de uma mesma espécie vivendo em regiões tão próximas, mas ambientalmente distintas, produzem substâncias distintas.

Solasodine accumulation in regenerated plants of Solanum torvum Sw / Acúmulo de solasodina em plantas micropropagadas de Solanum torvum Sw

A nodal segment culture was developed in order to assess Solanum torvum Sw. regeneration and solasodine levels. The influence of auxins (indoleacetic acid, 1-Naphthaleneacetic acid) and benzyl adenine on S. torvum growth in micropropagation was investigated. A nodal segment culture was initiated with seeds germinated in MS basal medium added of GA3 and grown in different concentrations of IAA, IAA + BAP and NAA + BAP. Sixty-day-old plants from the in vitro culture were collected, frozen and lyophilized; then, the methyl orange method was used to quantify solasodine for the spectrophotometric assay. The best results regarding plant regeneration and solasodine accumulation were obtained by using the MS basal medium without addition of plant growth regulators; however, there was great production of calluses presenting friable bases. Based on these results, cell cultures can be initiated from such calluses with application of other auxins and cytokinins to enhance solasodine production, besides different elicitors, light intensities and sucrose concentrations.

A regeneração de Solanum torvum e a avaliação do conteúdo de solasodina foram os objetivos de cultura de segmentos nodais. A influência de auxinas (ácido 3-indolacético, ácido naftalenoacético) e de 6-benzilaminopurina no crescimento de S. torvum na micropropagação foi investigado. Cultura de segmentos nodais foi iniciada por sementes germinadas em meio básico MS acrescido de GA3 e cultivadas em diferentes concentrações de AIA, AIA + BAP e ANA + BAP. Plantas da cultura in vitro com 60 dias foram coletadas, congeladas e liofilizadas e o método de alaranjado de metila foi utilizado para quantificação de solasodina para o ensaio espectrofotométrico. Os melhores resultados para regeneração vegetal e acúmulo de solasodina foram alcançados no meio MS sem adição de reguladores de crescimento havendo, porém grande produção de calos de base friáveis. Esses resultados mostram que a partir desses calos, cultura de células pode ser iniciada com aplicação de outras auxinas e citocininas para o aumento da produção de solasodina além de diferentes eliciadores, intensidades luminosas e concentrações de sacarose.