Estudos dos metabólitos secundários de Exophiala spinífera em diferentes condições de cocultivos com Leucoagaricus gongylophorus para o controle das formigas cortadeiras

dc.contributor.advisor1Fernandes, João Batista
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2691336077459602por
dc.contributor.authorZandonai, Dorai Periotto
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/8429103229212982por
dc.date.accessioned2024-11-08T12:14:42Z
dc.date.available2024-11-08T12:14:42Z
dc.date.issued2022-07-29
dc.description.abstractSTUDIES OF SECONDARY METABOLITES UNDER DIFFERENT COCULTIVATION CONDITIONS BETWEEN Exophiala spinifera and Leucoagaricus gongylophorus FOR THE CONTROL OF LEAF-CUTTING ANT. Leaf-cutting ants are among the main pests of Brazilian agriculture, causing significant damage to agribusiness. Cultural, chemical and biological control strategies were specially developed to reduce costs and the amount of insecticides applied. The chemistry of natural products appears as an important ally to study the metabolic profile of plants and microorganisms in order to isolate and/or identify the secondary metabolites produced with specific biological activities and providing less impact to the environment. Co-cultivation of fungi has been described as a promising strategy to induce the production of new metabolites through interactions between different strains. Therefore, this work aimed to evaluate co-culture conditions between the mutualistic fungus Leucoagaricus gongylophorus responsible to produce enzymes that degrade foliar polysaccharides into assimilable nutrients for ants together with the black yeast Exophiala spinifera (Herpotrichiellaceae), isolated from the ant male of Atta laevigata, (Formicidae). In addition, we sought to carry out the cultivation of black yeast, to isolate and identify new metabolites with biological activity in the control of leaf-cutting ants. The growth conditions of the co-cultures and the cultivation of pure strains were evaluated in this study, determining the best culture medium and the time of production of the metabolites through the study of the growth kinetics. To study the metabolites induced in fungal interactions, Nuclear Magnetic Resonance and High-Resolution Mass Spectrometry analyses were performed associated with the application of metabolomics tools and the Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) platform in strains of pure cultures and their cocultures. This set of techniques, made it possible to identify metabolites highlighted in co-cultures. Among the results, the isolation of an exophilic acid derivative (2-hydroxy-4-[4-hydroxy-2-nonyl-6-[3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxybenzoyl]oxy-6-nonylbenzoic acid),(C40H58O17). Agar diffusion assays were performed with co-culture (halo de inhibition 24,5 mm) and pure culture of the crude extract Exophiala spinifera (halo de inhibition 24,8 mm) and isolated compound (P7) (halo de inhibition 25,8 mm) showed inhibition for L. gongylophorus. Bioassays were also performed with the enzyme Acetylcholinesterase (AChE) extracted from Electrophorus electricus and AChE the leaf-cutting ant Atta sexdens. They were tested with crude extract of Exophiala spinifera (I % 75.04 ± 0.099) and with the compound isolated (P7) from black yeast monocultures (I % 68.45 ± 0.020), which showed inhibition. The isolated compound P7 and the crude extract of Exophiala spinifera was evaluated for the inhibition of Acetylcholinesterase enzyme in disposable microelectrodes, showing inhibition. In this context, compounds biosynthesized by the microorganism Exophiala spinifera can be natural alternative for the control of leaf-cutting ants.eng
dc.description.resumoESTUDOS DOS METABÓLITOS SECUNDÁRIOS DE Exophiala Spinifera EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE COCULTIVOS COM Leucoagaricus gongylophorus PARA O CONTROLE DE FORMIGAS CORTADEIRAS. As formigas cortadeiras estão entre as principais pragas da agricultura brasileira, causando significativos prejuízos ao agronegócio. Estratégias de controle cultural, químico e biológico têm sido desenvolvidas especialmente para reduzir custos e a quantidade de inseticidas aplicados. A química de produtos naturais vem como uma importante aliada para estudar o perfil metabólico de plantas e micro-organismos, a fim de isolar e/ou identificar os metabólitos secundários produzidos com atividades biológicas específicas e proporcionando menores impactos ao meio ambiente. O cocultivo de fungos tem sido descrito como uma estratégia promissora para induzir a produção de novos metabólitos através das interações entre diferentes cepas. Portanto, esse trabalho teve como objetivo principal avaliar condições de cocultivos entre o fungo mutualista Leucoagaricus gongylophorus responsável pela produção de enzimas que degradam polissacarídeos foliares em nutrientes assimiláveis para as formigas juntamente com a levedura negra Exophiala spinifera (Herpotrichiellaceae), isolada do bitu de Atta laevigata, (Formidaceae). Além disso buscou-se realizar o cultivo da levedura negra, para isolar e identificar novos metabólitos com atividade biológica no controle de formigas cortadeiras. As condições de crescimento dos cocultivos e do cultivo de cepas pura foram avaliadas neste estudo determinando-se como melhor meio de cultura e o tempo hábil de produção de metabólitos por meio do estudo de cinéticas de crescimento. Para estudar os metabólitos induzidos nas interações fúngicas, análises de Ressonância Magnética Nuclear e Espectrometria de Massas de Alta Resolução foram realizadas e associadas à aplicação de ferramentas metabolômicas e da plataforma Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) em cepas de culturas puras e em suas cocultura. Este conjunto de técnicas possibilitou identificar metabólitos destacados nos cocultivos e na cultura pura. Entre os resultados se destaca o isolamento de um derivado do ácido exophílico (Ácido2-hidroxi-4-[4-hidroxi-2-nonil-6-[3,4,5-trihidroxi-6-(hidroximetil)-oxan-2-il]oxibenzoil]oxi-6-nonilbenzóico) (C40H58O17). Ensaios de difusão em ágar foram realizados com cocultivo H-C_30 dias, (halo de inibição 24,5 mm); do extrato bruto da Exophiala spinifera, cultura pura (halo de inibição 24,8 mm) e composto isolado (P7) (halo de inibição 25,8 mm), apresentaram inibição para L. gongylophorus. Bioensaios também foram realizados com a enzima Acetilcolinesterase (AChE) extraída do Electrophorus electricus e AChE extraída da formiga cortadeira Atta sexdens. Foram ensaiados com extrato bruto da Exophiala spinifera (I % 75,04 ± 0,099) e com o composto isolado (P7) das culturas puras da levedura negra (I % 68,45 ± 0,020), que apresentaram inibição. O composto isolado P7 e o extrato bruto da Exophiala spinifera foram avaliados para a inibição da enzima Acetilcolinesterase em microelétrodos descartáveis, apresentando inibição. Nesse contexto, compostos biosintetizados pelo microrganismo Exophiala spinifera podem ser uma alternativa natural para o controle de formigas cortadeiras.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationZANDONAI, Dorai Periotto. Estudos dos metabólitos secundários de Exophiala spinífera em diferentes condições de cocultivos com Leucoagaricus gongylophorus para o controle das formigas cortadeiras. 2022. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20964.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20964
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectFormigas cortadeiraspor
dc.subjectExophiala spiníferapor
dc.subjectLeucoagaricus gongylophoruspor
dc.subjectCocultivo microbianopor
dc.subjectControle biológicopor
dc.subjectLeaf-cutting antseng
dc.subjectMicrobial cocultureeng
dc.subjectBiological controleng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor
dc.titleEstudos dos metabólitos secundários de Exophiala spinífera em diferentes condições de cocultivos com Leucoagaricus gongylophorus para o controle das formigas cortadeiraspor
dc.title.alternativeStudies of secondary metabolites under different cocultivation conditions between Exophiala spinífera and Leucoagaricus gongylophorus for the control of leaf-cutting anteng
dc.typeTesepor

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