1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA VALÉRIA CHAVES VASCONCELOS BATISTA IMPACTO DO NaCl E DO ÁCIDO SALICÍLICO EXÓGENO NA FISIOLOGIA E BIOQUÍMICA DA PLANTA MEDICINAL MACELA-DA-TERRA [Egletes viscosa (L.) Less] FORTALEZA 2018 2 VALÉRIA CHAVES VASCONCELOS BATISTA IMPACTO DO NaCl E DO ÁCIDO SALICÍLICO EXÓGENO NA FISIOLOGIA E BIOQUÍMICA DA PLANTA MEDICINAL MACELA-DA-TERRA [Egletes viscosa (L.) Less] Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Bioquímica da Universidade Federal do Ceará, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Bioquímica.Área de concentração: Bioquímica Vegetal. Orientador: Prof. Dr. Humberto Henrique de Carvalho. FORTALEZA 2018 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação Universidade Federal do Ceará Biblioteca Universitária Gerada automaticamente pelo módulo Catalog, mediante os dados fornecidos pelo(a) autor(a) B337i Batista, Valéria Chaves Vasconcelos. Impacto do NaCl e do Ácido Salicílico Exógeno na Fisiologia e Bioquímica da Planta Medicinal Macela- da-Terra[Egletes viscosa(L.)Less] / Valéria Chaves Vasconcelos Batista. – 2018. 95 f. : il. color. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Fortaleza, 2018. Orientação: Prof. Dr. Humberto Henrique de Carvalho.. 1. Planta Medicinal. 2. Sódio. 3. Compostos Orgânicos Voláteis. 4. Metabólitos. 5. Ácido Salicílico. I. Título. CDD 572 4 VALÉRIA CHAVES VASCONCELOS BATISTA IMPACTO DO NaCl E DO ÁCIDO SALICÍLICO EXÓGENO NA FISIOLOGIA E BIOQUÍMICA DA PLANTA MEDICINAL MACELA-DA-TERRA [Egletes viscosa (L.) Less] Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Bioquímica da Universidade Federal do Ceará, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Bioquímica.Área de concentração: Bioquímica Vegetal. Aprovada em: ______ /______/______ BANCA EXAMINADORA ____________________________________________________________ Prof. Dr. Humberto Henrique de Carvalho (Orientador) Universidade Federal do Ceará (UFC) ____________________________________________________________ Prof. Dr. Enéas Gomes Filho Universidade Federal do Ceará (UFC) ____________________________________________________________ Dr. Kirley Marques Canuto Embrapa Agroindústria Tropical 5 A Deus, Aos meus pais Antonio (in memoriam) e Raimunda de Lima Ao meu amado, Jorge Gomes e Aos meus filhos, Ana Beatriz, Antonio Neto e Josué Chaves. 6 AGRADECIMENTOS A Adonai ‘Tsebayoth’ que provou que meus sonhos adormecidos podem ser ainda realizados. Meu mestrado é a realização de um sonho de muitos anos atrás. Por isso, todos os dias foram motivação para aproveitar e aprender com as situações de alegrias e desafios ao longo do mestrado e também ter colocado pessoas, literalmente preciosas pra me ajudar: Professores-mestres, doutores, mestres, doutorandos, mestrandos, alunos da graduação, visitantes e funcionários. Baruch Adonai! Ao meu amado, Jorge Gomes Batista por me compreender, pelo incentivo e paciência. Essa vitória também é sua, pois seu amor, cuidado e carinho foram essenciais. Aos meus filhos, Ana Beatriz, Antonio Neto e Josué Chaves, pela compreensão da minha ausência e por até me incentivar nos estudos, estudando comigo, vigiando um ao outro pra não incomodar. A minha mãe Raimunda Vasconcelos de Lima, que me incentivou nos primeiros anos de escola, minha sogra que é uma mãe para mim e todos os meus irmãos, representados por minha irmã, Rosalha Chaves, que compreenderam minha ausência nas “reuniões da Alameda Chaves”. Ao grupo de oração na terça-feira. Vocês não estudaram fisiologia vegetal, mas só lendo a Bíblia já entende algumas funções. Obrigada pela paciência, o incentivo e orações. Ao meu orientador Prof. Dr. Humberto Henrique de Carvalho que em todos os momentos, se mostrou presente, incentivando, cobrando, me inspirando a “chegar lá”, obrigada por me respeitar e acreditar, mesmo quando a minha fé era maior que expectativas “das plantinhas”. Muito obrigada pela atenção, ensino, dedicação e paciência, principalmente nos últimos dias. Sou grata por ter tido um mestre como você! À Universidade Federal do Ceará por ser o lugar de muito aprendizado e crescimento para mim. Ao Programa de Pós-Graduação em Bioquímica na pessoa do coordenador Prof. Dr. Bruno Anderson Matias da Rocha, representando todos os docentes e colaboradores pela contribuição e conhecimentos transmitidos. Ao laboratório de Laboratório de Fisiologia Vegetal – LABFIVE na pessoa do professor Dr. Enéas Gomes Filho, pelo exemplo, apoio e conhecimentos adquiridos. 7 Ao Laboratório Multiusuário Química de Produtos Naturais da Embrapa, representados pelos pesquisadores Dr. Edy Sousa de Brito e Dr. Kirley Marques Canuto. Obrigada a essa equipe (pesquisadores, orientadores, funcionários e alunos) unida e talentosa, por sempre me receber e me ajudar com a realização deste trabalho. Obrigada em especial, Tigressa, Ana Sheila, Fátima, Lorena e Paulo. À Drª. Rita de Cássia Pereira pela atenção e conhecimentos transmitidos. Ao professor Dr. Enéas Gomes Filho e Dr. Kirley Marques Canuto por gentilmente aceitarem o convite de compor a banca examinadora deste trabalho. Aos amigos e colegas de trabalho do Laboratório de Fisiologia Vegetal – LABFIVE na pessoa de Gyedre Araújo, cada um com seu jeito próprio foram especiais pra mim. Obrigada pela convivência, amizade e ensinamentos. À Cinthia Queiroz, Stelamaris de Oliveira e a Valéria Freitas que com muita paciência me ajudaram nas etapas, pra mim de maior desafio. À Chayenne de Sá, por nas alegrias e nos desafios estarmos crescendo e sendo fortalecida juntas. Muito obrigada, amada! Às “Feras da estatística”: Bruno, Dalton, Daniel Coelho e Isa. Obrigada! À “Galera da sala de estudos" na pessoa do Eliezer Araújo, pela ajuda, torcida e amizade. Aos inesquecíveis da turma de mestrado 2016.2,“Galera do Bem”: Cinthia Queiroz, Chayenne de Sá, Leonardo Lopes, Halisson Araújo, Mighay Lovena, Paulo Vinicius, Valéria Freitas e Elsa Coutinho(você me disse o que eu precisava ouvir).Vocês fazem parte da minha vitória! Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará; Laboratório de Fisiologia Vegetal – LABFIVE, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará; Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais, Embrapa Agroindústria Tropical, Fortaleza, Ceará; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Salinidade (INCTSAL); Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FUNCAP). 8 Bem-aventurado o homem que não anda segundo o conselho dos ímpios, nem se detém no caminho dos pecadores, nem se assenta na roda dos escarnecedores.Antes tem o seu prazer na lei do Senhor, e na sua lei medita de dia e de noite. Pois será como a árvore plantada junto a ribeiros de águas, a qual dá o seu fruto no seu tempo; as suas folhas não cairão, e tudo quanto fizer prosperará. (SALMOS 1:1-3) 9 RESUMO A região Nordeste concentra entre 25 a 30% de solos salinos do Brasil. Muitas plantas medicinais são cultivadas pela população nessas áreas, incluindo a ‘Macela-da-terra’ [Egletes viscosa (L.) Less], da família Asteraceae, que é consumida, principalmente, na forma de chás para tratamento de distúrbios digestivos e intestinais. De modo geral, as plantas desenvolveram mecanismos fisiológicos e bioquímicos para mitigar os efeitos deletérios do sal a fim de manter o crescimento e o desenvolvimento. Vários trabalhos indicam que o ácido salicílico (AS), hormônio natural que estimula o mecanismo de defesa das plantas pode auxiliar na tolerância ao estresse salino. Assim, foram testadas as hipóteses de que o NaCl afeta o desenvolvimento de E. viscosa e que o AS exógeno é capaz de ativar vias metabólicas que ajudam a diminuir os efeitos prejudiciais da salinidade. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto de duas diferentes concentrações de NaCl (40 mM e 80 mM) e do efeito integrativo do AS na manutenção do metabolismo da planta. Foram caracterizados parâmetros de crescimento, bioquímicos, fisiológicos, compostos orgânicos voláteis (COV’s) e o perfil metabólico. Os efeitos da salinidade sobre as plantas de Macela-da-terra foram acentuados e promoveram diminuição no crescimento (massas frescas e secas), trocas gasosas (fotossíntese, condutância estomática, transpiração e relação entre a concentração interna (Ci) e externa (Ca) de CO2), pigmentos (clorofilas a, b, total e carotenoides), independente da concentração usada. Salinidade também promoveu um acúmulo do íon sódio e diminuição de potássio na parte aérea e raízes. Aproximadamente 20 VOC’s foram identificados e a maioria teve seus teores reduzidos (como trans-Pinocarveol, trans-Carveol e acetato de cis-Isopinocarveila). Por outro lado, vários metabólitos como os aminoácidos (glutamina, prolina, valina, dentre outros) foram aumentados. A interação da salinidade com o SA exógeno não reverteu os efeitos da salinidade sobre o crescimento nem alterou a emissão de COV’s, entretanto todos os parâmetros de trocas gasosas foram aumentados, bem como, houve um aumento nos teores de potássio nas raízes nas duas concentrações de NaCl. Além disso, a interação entre sal e o AS também reduziu os teores de alguns metabolitos como asparagina, glicina e prolina, dentre outros, na concentração de 40 mM, enquanto que a 80 mM poucos metabolitos tiveram seus teores reduzidos, como triptofano, glicina e ácido