Efeito de indutores abióticos no volatiloma de Penicillium citrinum coletado em solo de manguezal
| dc.contributor.advisor1 | Filho, Edson Rodrigues | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3667941735597178 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-4305-0326 | |
| dc.contributor.author | Oliveira, Mateus Rodrigues de | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/2444887869198802 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0001-7450-1447 | |
| dc.contributor.referee | Silva, Maria Fátima das Graças Fernandes da | |
| dc.contributor.referee | Filho, Antonio José Cantanhede | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/0457632122660653 | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/2920215807337108 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-7081-817X | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-2009-2817 | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-10T11:52:41Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-18 | |
| dc.description.abstract | Microorganisms play an essential role in the dynamics of ecosystems, including through the emission of volatile organic compounds (VOCs) molecules of low molecular weight, low water solubility, and high vapor pressure, often associated with distinct odors. These compounds function as chemical mediators between microorganisms and the environment. Among the main producers of VOCs are filamentous fungi, such as those of the Penicillium genus, found in diverse habitats like soils, decomposing organic matter, and humid environments. The VOCs synthesized by these organisms comprise a broad spectrum of molecules belonging to different chemical classes, such as alcohols, fatty acids, aldehydes, terpenes, and aromatic compounds. The production of these metabolites can be modulated by changes in environmental conditions or culture medium. Among the abiotic factors that directly affect microbial metabolism, metal ions and light intensity are prominent. Redox-active metals, such as Fe, Mn, and Co, act as cofactors in enzymes of biosynthetic pathways. Light, especially UV-A radiation, influences processes such as germination, growth, and fungal sporulation, triggering significant metabolic alterations. In this context, the present study aimed to investigate, through gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), molecular networking tools, and statistical analyses, the alterations in the volatilome of the fungus Penicillium citrinum, isolated from mangrove soil in Maranhão, under stress induced by high concentrations of Mn²⁺ and Co²⁺ ions, as well as by different intensities of UV-A radiation. The cultures were grown in 2 L round-bottom flasks using a liquid medium composed of glucose, yeast extract, mineral salts, and FeSO₄·4H₂O. For the solid medium, hydrated parboiled rice was used. Sterilization was performed by autoclaving (15 min at 120°C and 1 atm). Metal induction consisted of replacing Fe²⁺ with 19.8 g/L of MnCl₂·4H₂O and 2.38 g/L of CoCl₂·6H₂O in the liquid medium, and by adding 7.13 g/L of MnCl₂·4H₂O and 0.86 g/L of CoCl₂·6H₂O to the solid medium. The UV-A experiment was conducted only in liquid medium under two regimes: a 12/12 h photoperiod and continuous exposure. All cultures had a duration of 14 days. The extraction of VOCs was performed by hydrodistillation with diethyl ether, using a modified Clevenger apparatus under reflux for 2 hours. After extraction, the hydrosol was discarded, and the organic fraction containing the volatile compounds was collected for analysis. The results showed that the abiotic stresses induced significant alterations in the metabolic pathways of the P. citrinum strain, with emphasis on enzymes such as lipoxygenases, sesquiterpene synthases, and O-methyltransferases. There were significant changes in the production of several volatile metabolites. | eng |
| dc.description.resumo | Microrganismos desempenham um papel essencial na dinâmica dos ecossistemas, inclusive por meio da emissão de compostos orgânicos voláteis (COVs), moléculas de baixo peso molecular, baixa solubilidade em água e alta pressão de vapor, muitas vezes associadas a odores distintos. Esses compostos funcionam como mediadores químicos entre os microrganismos e o ambiente. Entre os principais produtores de COVs estão os fungos filamentosos, como os do gênero Penicillium, encontrados em diversos habitats, como solos, matéria orgânica em decomposição e ambientes úmidos. Os COVs sintetizados por esses organismos compreendem um amplo espectro de moléculas, pertencentes a diferentes classes químicas, tais como álcoois, ácidos graxos, aldeídos, terpenos e compostos aromáticos. A produção desses metabólitos pode ser modulada por alterações nas condições ambientais ou no meio de cultivo. Entre os fatores abióticos que afetam diretamente o metabolismo microbiano destacam-se os íons metálicos e a intensidade luminosa. Metais com função redox, como Fe, Mn e Co, atuam como cofatores em enzimas de vias biossintéticas. Já a luz, em especial a radiação UV-A, influencia processos como germinação, crescimento e esporulação fúngica, desencadeando alterações metabólicas significativas. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo investigar, por meio de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), ferramentas de redes moleculares e análises estatísticas, as alterações no volatiloma do fungo Penicillium citrinum isolado do solo de manguezal no Maranhão, sob estresse induzido por altas concentrações dos íons Mn²⁺ e Co²⁺, bem como por diferentes intensidades de radiação UV-A Os cultivos foram realizados em balões de fundo redondo de 2 L, utilizando meio líquido composto por glicose, extrato de levedura, sais minerais e FeSO₄·4H₂O. Para o meio sólido, empregou-se arroz parboilizado hidratado. A esterilização foi feita por autoclavagem (15 min a 120°C e 1 atm). A indução por metais consistiu na substituição do Fe²⁺ por 19,8 g/L de MnCl₂·4H₂O e 2,38 g/L de CoCl₂·6H₂O no meio líquido, e pela adição de 7,13 g/L de MnCl₂·4H₂O e 0,86 g/L de CoCl₂·6H₂O no meio sólido. O experimento com UV-A foi realizado apenas em meio líquido, com dois regimes: fotoperíodo 12/12 h e exposição contínua. Todos os cultivos tiveram duração de 14 dias. A extração dos COVs foi realizada por hidrodestilação com éter dietílico, utilizando aparelho de Clevenger modificado sob refluxo por 2 horas. Após a extração, o hidrolato foi descartado, e a fração orgânica contendo os compostos voláteis foi coletada para análise. Os resultados mostraram que os estresses abióticos induziram alterações significativas nas vias metabólicas da cepa de P. citrinum, com destaque para enzimas como lipoxigenases, sesquiterpeno sintases e O-metiltransferases. Houve mudanças significativas na produção de diversos metabólitos voláteis. | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | 0001 | |
| dc.identifier.citation | OLIVEIRA, Mateus Rodrigues de. Efeito de indutores abióticos no volatiloma de Penicillium citrinum coletado em solo de manguezal. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22891. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22891 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/br/ | |
| dc.subject | COVs | |
| dc.subject | Fungi | |
| dc.subject | Penicillium citrinum | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | |
| dc.title | Efeito de indutores abióticos no volatiloma de Penicillium citrinum coletado em solo de manguezal | |
| dc.title.alternative | Effect of abiotic inducers on the volatilome of Penicillium citrinum collected from mangrove soil | eng |
| dc.type | Dissertação |
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