Effects of irradiance on non-structural carbohydrates, growth, and hypoglycemic activity of Rhynchelytrum repens (Willd.) C.E. Hubb. (Poaceae)

ABSTRACT

Irradiance is a crucial factor in plant development. Different radiant energy levels cause different responses related to plant growth and the production and distribution of dry matter. Considering the relationship between light availability and metabolism of carbohydrates and derived compounds, the aim of this work was to assess the effects of irradiance on non-structural carbohydrate contents and composition, as well as on the hypoglycemiant activity of Rhynchelytrum repens, a pantropical grass species popularly used for diabetes treatment. Plants of R. repens growing under natural irradiance (NI) showed increased content of total soluble carbohydrate (TSC), higher fluctuations in starch content (SC) and higher number of tillers. The flowering process of these plants was preceded by an increase in sucrose. However, their water content was low when compared to that of plants cultivated under low irradiance (LI). The ratio root/aerial organs and SC showed no significant differences in plants grown under LI, although TSC increased and a lower number of tillers were observed during the experimental period. In both conditions, sucrose was the ubiquitous sugar and seemed to be involved in the flowering process. A reduction in the blood sugar level was observed through the intra-peritoneal (IP) administration of the precipitate of aqueous extracts obtained from plants growing in both conditions of light; the supernatant fraction showed no hypoglycemic effect.

RESUMO

A irradiância é um fator crucial em reações vitais para o crescimento e desenvolvimento das plantas. A utilização da energia radiante pelos vegetais afeta diferentes respostas em relação ao padrão de desenvolvimento e à produção de matéria seca e sua conseqüente distribuição. Tendo em vista a intrínseca relação entre disponibilidade de luz, acúmulo de biomassa e metabolismo de carboidratos e compostos relacionados, os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito da irradiância sobre o conteúdo e a composição dos carboidratos não-estruturais, sobre o desenvolvimento e sobre a atividade hipoglicemiante de Rhynchelytrum repens, uma gramínea pantropical de origem africana utilizada popularmente no tratamento de diabetes. O cultivo a pleno sol (PS) estimulou aumento no conteúdo de carboidratos solúveis totais (CST), no perfilhamento das plantas e nas flutuações do conteúdo de amido (CA). O florescimento dessas plantas foi precedido por um aumento de CST, especialmente de sacarose. Foi observado também menor conteúdo de água nas plantas sob PS quando comparado com as plantas cultivadas sob irradiância reduzida (IR). Nesta última condição, o CA e a razão raiz/parte aérea não sofreram alterações significativas, porém houve aumento no conteúdo de CST ao longo do período experimental, menor grau de perfilhamento e formação de raízes adventícias aéreas. Em ambas as condições de luminosidade, a sacarose foi o açúcar mais abundante e com maiores variações. Esse açúcar parece estar envolvido nos processos de florescimento da espécie. Uma redução no nível de glicose plasmática foi observada a partir da administração do precipitado do extrato aquoso de R. repens obtido de plantas cultivadas em PS e IR, não havendo diferença significativa entre os tratamentos. A fração sobrenadante não apresentou efeito hipoglicemiante.