Fungos endofíticos de Arbutus unedo L.: diversidade, propriedades antimicrobianas e composição volátil

• Author(s): Borges, Elza
• Date: 2014
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10198/11570
• Origin: Biblioteca Digital do IPB
• Subject(s): Medronheiro; Órgãos da planta; Cryptosporiopsis diversispora; Bactérias; Leveduras; HS-SPME/GC/MS
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Baptista, Paula; Pereira, J.A.
• Contributor(s): Biblioteca Digital do IPB

Description

Mestrado de dupla diplomação com a Universidad de Salamanca

As plantas medicinais têm sido reconhecidas como um repositório de fungos endófitos com novos metabólitos de importância antimicrobiana. Arbutus unedo L. é uma planta endémica do Mediterrâneo amplamente utilizada na medicina popular. Este estudo tem como objetivo avaliar a diversidade de fungos endófitos associados às partes desta planta mais frequentemente utilizadas para fins medicinais (raiz, folha, caule e casca) e de explorar o seu potencial antimicrobiano. Os compostos voláteis produzidos por endófitos foram identificados por cromatografia gasosa/espectrometria de massa e ainda correlacionadas com a atividade antimicrobiana. Foi obtido um total de 288 isolados pertencentes a 118 espécies. Cryptosporiopsis diversispora foi a espécie mais comum, representando 26% do total dos isolados, com uma taxa de colonização global de 3,4%. A diversidade e a frequência de colonização de fungos endófitos foram significativamente maiores na casca, face às outras partes da planta. A composição das espécies mostrou ser dependente do tipo de órgão. Entre as cinco espécies selecionadas para avaliar a sua atividade antimicrobiana, apenas C. diversispora e Penicillium sp. 3, inibiram significativamente agentes patogénicos humanos quando comparado com os medicamentos comerciais. Cryptosporiopsis diversispora foi o mais eficaz na inibição de leveduras (até 1,9 vezes quando comparado com o fluconazol, 25 μg/mL) e de bactérias gram-negativas (até 2,4 vezes quando comparado com o cloranfenicol, 30 μg/mL), enquanto Penicillium sp. 3 foi mais eficaz na inibição de ambas as bactérias gram-negativas e gram-positivas (até 2,0 vezes e 2,5 vezes quando comparado com o cloranfenicol, 30 μg/mL, respectivamente). A composição volátil do fungo que apresentou a maior (C. diversispora) e menor (Penicillium glabrum) atividade antimicrobiana revelou a presença de 22 compostos pertencentes a diferentes classes químicas (10 sesquiterpenos, 7 álcoois, 3 ésteres e 2 cetonas). A comparação do perfil volátil dessas duas espécies associadas com a análise de componentes principais sugeriu que a atividade antimicrobiana apresentada por C. diversispora pode ser atribuída à sua composição volátil, em particular ao seu elevado teor em voláteis antimicrobianos 3-metil-1-butanol e álcool fenetílico. Além de fornecer novas prespetivas sobre fungos endófitos de A. unedo, o presente trabalho mostrou o potencial desses fungos para produzir compostos antimicrobianos.

Medicinal plants have been recognized as a repository of fungal endophytes with novel metabolites of antimicrobial importance. Arbutus unedo L. is a Mediterranean endemic plant widely employed in folk medicine. This study aims to assess the diversity of fungal endophytes inhabiting the parts most often used for medicinal purposes (root, leaf, twig and bark) of this plant and to explore their antimicrobial potential. The volatile compounds produced by endophytes were identified by gas chromatography/mass spectrometry and further correlated with the antimicrobial activity. A total of 288 endophyte isolates belonging to 118 fungal species were isolated. Cryptosporiopsis diversispora was the most common specie, accounting 26% of the total isolates, with an overall colonization rate of 3.4%. The diversity and the colonization frequency of endophytic fungi were significantly greater on bark in comparison to the other plant parts. The species composition was found to be dependent on the organ type. Among the five species selected for screen their antimicrobial activity, only C. diversispora and Penicillium sp. 3, inhibit significantly human pathogens when compared to commercial drugs. Cryptosporiopsis diversispora was the most effective in inhibiting yeasts (up to 1.9-fold when compared to fluconazole, 25 μg/mL) and gram-negative bacteria (up to 2.4-fold when compared to chloramphenicol, 30 μg/mL), whereas Penicillium sp. 3 was most effective in inhibiting both gram-negative and gram-positive bacteria (up to 2.0 fold and up to 2.5-fold when compared to chloramphenicol, 30 μg/mL, respectively). The volatile composition of the fungi that displayed the highest (C. diversispora) and the lowest (Penicillium glabrum) antimicrobial activity revealed the presence of 22 compounds belonging to different chemical classes (10 sesquiterpenes, 7 alcohols, 3 esters and 2 ketones). The comparison of the volatile profile of these two species associated to the principal component analysis suggested that the antimicrobial activity displayed by C. diversispora may be ascribed to their volatile composition, in particular to the high content in the antimicrobial volatiles 3-methyl-1-butanol and phenylethyl alcohol. In addition to provide new insights into fungal endophyte of A. unedo, the present work showed the potential of these fungi to produce antimicrobial compounds.

Trabalho financiado pelo Projeto "RED/AGROTEC - Red transfronteriza España Portugal de experimentación y transferencia para el desarrollo del sector agropecuario y agroindustrial" financiado no âmbito do POCTEP - Programa Cooperação Transfronteiriça Espanha-Portugal 2007-2013.