Potencial alelopàtico do óleo essencial de espécies de Heterothalamus Less.(Asteraceae) nativas do Rio Grande do Sul

Abstract

As Asteraceae constituem o taxon mais numeroso dentro das angiospermas eudicotiledôneas, compreendendo cerca de 1.100 gêneros e de 25.000 espécies. São plantas de hábito extremamente variado, incluindo principalmente pequenas ervas ou arbustos e, raramente, árvores. Esta família possui um enorme sucesso na produção de metabólitos que atuam na defesa química e esse seria um dos motivos de sua distribuição cosmopolita. As plantas dessa família são extensivamente estudadas quanto à sua composição química e atividade biológica, algumas tendo servido de base para o desenvolvimento de novos fármacos e defensivos agrícolas. Heterothalamus apresenta espécies com elevado potencial de colonização de áreas degradadas pela interferência antrópica. Entretanto, é desconhecido o(s) mecanismo(s) responsável (eis) pela capacidade de competição e invasora dessas espécies vegetais. Neste trabalho foi testada a hipótese que produtos voláteis do metabolismo secundário de Heterothalamus psiadioides Less. e H. alienus (Spreng.) O. Kuntze produzem modificações no padrão de germinação e desenvolvimento de Lactuca sativa L. e Allium cepa L. O óleo essencial foi extraído das folhas por hidrodestilação e a análise foi realizada por cromatografia gasosa e espectrometria de massa. Os bioensaios utilizaram como espécies teste o alface (Lactuca sativa L.) e cebola (Allium cepa L.) e empregaram óleo puro e soluções de 10 e 1% (v/v) em caixas de germinação. Os parâmetros avaliados foram porcentagem de germinação, velocidade de germinação, medida da raiz e da parte aérea, índice mitótico, metafásico, anormalidades cromossômicas, alterações anatômicas e integridade de membrana. Os resultados mostraram uma redução na germinação de alface tratadas com óleo essencial de H. psiadioides. Além disso, uma redução na velocidade de germinação e no crescimento de alface e cebola submetidos a ambos os óleos essenciais foi observada. Os óleos essenciais mostraram dezessete componentes em comum, sendo os monoterpenos os compostos majoritários e o β-pineno o composto em maior quantidade encontrado em ambos os óleos. A alface submetida aos óleos de H. psiadioides e H. alienus reduziram o índice mitótico para todos os tratamentos utilizados. Cebola submetida ao óleo de H. psiadioides apresentou uma diminuição no índice mitótico, as tratadas com H. alienus apresentaram diminuição no índice mitótico em 89% na maior concentração utilizada. Foram vistas também anormalidades cromossômicas como aderência, c-mitose, micronúcleos, pontes em anáfase em raízes das espécies testadas submetidas aos óleos essenciais de Heterothalamus. A análise das alterações anatômicas mostrou danos nas estruturas e grande dano a membrana em plântulas da raiz de alface e cebola na maior concentração de óleos essenciais utilizada. O β-pineno apresentou atividade biológica, mas não correlacionado com os óleos essenciais. A atividade observada pelos os óleos essenciais parece ser resultado da atividade de outro componente ou de uma interação sinérgica entre compostos dos óleos essenciais.

The Asteraceae are the most numerous taxon within the eudicots angiosperms, comprising about 1,100 genera and 25,000 species. The plants are extremely varied in habit, mainly including herbs or small shrubs and rarely trees. This family has great success in the production of metabolites that work in chemical defense and that would be one of the reasons for its cosmopolitan distribution. Species of this family are extensively studied about their chemical composition and biological activity, some of them having served as the basis for the development of new drugs and agrochemicals. Heterothalamus species can show high potential for colonization of areas degraded by human interference. However, it is unknown what mechanism responsible for competing and invasive capacity of this plant species. In this work we tested the hypothesis that volatile products of secondary metabolism of species tested produce changes in germination pattern and development of Lactuca sativa L. and Allium cepa L. The essential oil was extracted from the leaves by hydrodistillation and the analysis was performed by gas chromatography and mass spectrometry. The bioassays used as test species lettuce (Lactuca sativa L.) and onion (Allium cepa L.). Treatments employed pure oil, 10% and 1% aqueous solution (v/v) in germination boxes. The parameters evaluated were the percentage of germination, speed of germination, measured the seedling’s root and shoot length, mitotic index, metaphasic index, chromosomal abnormalities, anatomical changes and membrane integrity. The results showed a reduction in germinability of lettuce treated with essential oil of H. psiadioides. Additionally a reduction in speed of germination and in growth of lettuce and onion submitted to both essential oils was verified. The essential oils of the Heterothalamus species investigated had seventeen components in common, and β-pinene was the major compound for both oils. Lettuce seeds germinated with essential oils from H. psiadioides and H. alienus had a reduced mitotic index (MI) for all treatments. Onion seedlings treated with H. psiadioides oil showed a decrease in MI, and seedlings treated with H. alienus oil showed a decrease in MI of 89% in the most concentrated treatment. Analysis of the results showed chromosomal abnormalities, including stickiness, c-mitosis, micronuclei and anaphase bridges in lettuce and onion root tips exposed to essential oils of Heterothalamus. Lettuce and onion seeds which germinated with essential oils from H. psiadioides and H. alienus had structural alterations in root anatomy, increased membrane damage and change features of early stages of root development. Beta-pinene showed biological activity, but not correlated to the essential oils. The activity observed for the essential oils should be a result of the activity of other component or of a synergic interaction among some compounds of the essential oils.