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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17945
Document Type: | Tese |
Title: | Diversidade genômica e potencial formicida do óleo essencial de Croton tetradenius Baill |
Authors: | Brito, Fabiany de Andrade |
Issue Date: | 29-Jul-2020 |
Advisor: | Blank, Arie Fitzgerald |
Resumo : | Croton tetradenius Baill. (Euphorbiaceae), planta aromática e bioativa endêmica do Nordeste do Brasil, possui potencial inseticida e fungicida. Analisar a variabilidade genética e realizar a atividade biológica são etapas importantes na implantação de coleções em Bancos Ativos de Germoplasma visando a conservação de uma espécie vegetal. Assim, o objetivo do presente trabalho foi estimar a diversidade genômica e estrutura genética de C. tetradenius em Sergipe, para introdução dessa espécie no Banco Ativo de Germoplasma de Plantas Medicinais e Aromáticas da Universidade Federal de Sergipe (UFS), bem como realizar a avaliação da toxicidade e efeitos subletais dos óleos essenciais de genótipos de C. tetradenius e seus compostos majoritários sobre a formiga cortadeira Acromyrmex balzani. Para análise genética, coletou-se 38 plantas em quatro municípios do estado de Sergipe, Brasil (Porto da Folha, Poço Redondo, Lagarto e Pacatuba) e utilizou-se os marcadores moleculares de polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNP), obtidos com a genotipagem por sequenciamento (GBS). Os óleos essenciais de cinco plantas de C. tetradenius das mesmas localidades e seus compostos majoritários: 1,8-cineol, α-pineno, cânfora, (E)-pinocarveol e p-cimeno, foram testados via fumigação sobre operárias de A. balzani coletadas dos formigueiros na UFS. O reagente brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) 3% foi usado na extração do DNA para o desenvolvimento da biblioteca genômica, seguido do sequenciamento, processamento das sequências brutas e filtragens, resultando na identificação de 1.387 marcadores SNPs. Uma baixa diversidade genética média foi observada (HO < HE = 0,086; I = 0,143; f= 0,099). De acordo com a análise de variância molecular (AMOVA), a maior diversidade genética foi observada dentro das localidades (95%) do que entre as localidades (5%) e foi baixa a diferenciação genética (FST = 0,041–0,062) entre as populações. A análise discriminante de componentes principais (DAPC) mostraram maior sobreposição das plantas de Lagarto e Poço Redondo, indicando que o fluxo gênico atual foi menor que o fluxo gênico histórico. A toxicidade dos tratamentos foi avaliada com as concentrações e tempos letais. Os efeitos subletais foram obtidos por meio de bioensaios comportamentais sem e com chance de escolha das formigas cortadeiras. Todos os tratamentos repeliram e afetaram o comportamento de A. balzani. A sobrevivência de A. balzani foi reduzida, sendo a maior TL50 de 42,91 horas para CRT042. Valores de CL50 variaram de 1,47 a 2,40 μL.L-1 para os óleos essenciais e de 0,45 a 11,20 μL.L-1 para os compostos majoritários, sendo a cânfora mais tóxica. Conclui-se que há viabilidade da implantação de uma coleção de C. tetradenius no Banco Ativo de Germoplasma de Plantas Medicinais e Aromáticas da Universidade Federal de Sergipe com as plantas de C. tetradenius coletadas, sendo necessárias coletas adicionais de indivíduos nas quatro populações avaliadas, bem como a amostragem em outras regiões de ocorrência da espécie para ampliar a base genética. Foram verificadas a atividade formicida do óleo essencial e compostos majoritários de C. tetradenius, demonstrando seu potencial como inseticida natural sobre A. balzani. |
Abstract: | Croton tetradenius Baill. (Euphorbiaceae), an aromatic and bioactive plant endemic to the Northeast region of Brazil, has insecticide and fungicide potential. Analyzing genetic variability and implementing biological activity are important steps for establishing collections in Active Germplasm Banks for conservation of a plant species. Thus, the objective of the present study was to estimate the genomic diversity and genetic structure of C. tetradenius in Sergipe for introduction of this species in the Active Germplasm Bank of Medicinal and Aromatic Plants of the Federal University of Sergipe (Universidade Federal de Sergipe - UFS), as well as evaluate the toxicity and sublethal effects of essential oils from C. tetradenius genotypes and their major compounds on the leaf-cutting ant Acromyrmex balzani. Genetic analysis was conducted by collecting 38 plants in four cities in the state of Sergipe, Brazil (Porto da Folha, Poço Redondo, Lagarto, and Pacatuba) and using the molecular markers of single-nucleotide polymorphisms (SNP) obtained from genotyping by sequencing (GBS). The essential oils from five C. tetradenius plants from the same locations and their major compounds: 1,8-cineol, α- pinene, camphor, (E)-pinocarveol, and p-cymene, were tested by fumigation on A. balzani worker ants collected from anthills at UFS. The reagent 3% cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) was used in extraction of DNA for development of the genomic library, followed by sequencing, processing of the raw sequences, and filtering, resulting in identification of 1387 SNP markers. A low average genetic diversity was observed (HO < HE = 0.086; I = 0.143; f = 0.099). According to the analysis of molecular variance (AMOVA), greater genetic diversity was observed within the localities (95%) than between the localities (5%), and genetic differentiation (FST = 0.041-0.062) among populations was low. The discriminant analysis of principal components (DAPC) showed greater overlap between the Lagarto and Poço Redondo plants, indicating that the current gene flow was less than the historical gene flow. The toxicity of the treatments was evaluated from the concentrations and lethal times. The sublethal effects were obtained through choice and no-choice behavioral bioassays of the leaf-cutting ants. All the treatments repelled A. balzani and affected ant behavior. A. balzani survival declined; the highest LT50 was 42.91 hours for CRT042. LC50 values ranged from 1.47 to 2.40 μL.L-1 for the essential oils and from 0.45 to 11.20 μL.L-1 for the major compounds, camphor being the most toxic. A C. tetradenius collection can be established in the Active Germplasm Bank of Medicinal and Aromatic Plants of the Federal University of Sergipe with the C. tetradenius plants collected. It is necessary to collect additional individuals in the four populations evaluated and to obtain samples from other regions where the species occurs to expand the genetic base. The formicidal activity of the essential oils and major compounds of C. tetradenius was confirmed, showing its potential as a natural insecticide against A. balzani. |
Keywords: | Euforbiaceas Cróton (Botânica) Essências e óleos essenciais Inseticidas vegetais Botanical insecticide Genetic diversity Molecular marker SNP Velaminho-da-serra |
Subject CNPQ: | CIENCIAS AGRARIAS |
Sponsorship: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES |
Language: | por |
Institution: | Universidade Federal de Sergipe |
Program Affiliation: | Pós-Graduação em Agricultura e Biodiversidade |
Citation: | BRITO, Fabiany de Andrade. Diversidade genômica e potencial formicida do óleo essencial de Croton tetradenius baill. 2020. 80 f. Tese (Doutorado em Agricultura e Biodiversidade) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2020. |
URI: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17945 |
Appears in Collections: | Doutorado em Agricultura e Biodiversidade |
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