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ATIVIDADE NEMATICIDA DE ÓLEOS ESSENCIAIS DE PLANTAS DO SEMIÁRIDO MINEIRO SINARA PATRICIA MENDES DA COSTA 2019 Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal no Semiárido SINARA PATRICIA MENDES DA COSTA ATIVIDADE NEMATICIDA DE ÓLEOS ESSENCIAIS DE PLANTAS DO SEMIÁRIDO MINEIRO Dissertação apresentada à Universidade Estadual de Montes Claros, como parte das exigências do Programa de Pós-graduação em Produção Vegetal no Semiárido, área de concentração Produção Vegetal, para obtenção do título de Mestre. Orientadora Profª. Dra. Regina Cássia Ferreira Ribeiro Janaúba 2019 O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001 Ficha catalográfica Costa, Sinara Patrícia Mendes da C837a Atividade nematicida de óleos essenciais de plantas do semiárido mineiro [manuscrito] / Sinara Patrícia Mendes da Costa. – 2019. 47 p. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal no Semiárido, Universidade Estadual de Montes Claros – Janaúba, 2019. Orientadora: Profª. D. Sc. Regina Cássia Ferreira Ribeiro. 1. Capim-cidreira. 2. Essências e óleos essenciais. 3. Nematóide. I. Ribeiro, Regina Cássia Ferreira. II. Universidade Estadual de Montes Claros. III. Título. CDD.664.5 Catalogação: Joyce Aparecida Rodrigues de Castro Bibliotecária CRB6/2445 SINARA PATRICIA MENDES DA COSTA ATIVIDADE NEMATICIDA DE ÓLEOS ESSENCIAIS DE PLANTAS DO SEMIÁRIDO MINEIRO Dissertação apresentada à Universidade Estadual de Montes Claros, como parte das exigências do Programa de Pós-graduação em Produção Vegetal no Semiárido, área de concentração Produção Vegetal, para obtenção do título de Mestre. APROVADA em 25 de março de 2019 Janaúba 2019 Profa. Dra. Regina Cássia Ferreira Ribeiro (Unimontes) Orientadora Profa. Dra. Viviane Aparecida Costa Campos (UEMG) Coorientadora Prof. Dr. Edson Hiydu Mizobutsi (Unimontes) Conselheiro Profa. Dra. Teresinha A.Giustolin (Unimontes) Conselheira Prof. Dr. Carlos Augusto Rodrigues Matrangolo (Unimontes) Conselheiro AGRADECIMENTOS A Deus, pelas bênçãos concedidas e presença constante em minha vida, que me permitiu chegar até aqui, fortalecendo o meu espírito diante das dificuldades, enchendo o meu coração de fé e esperança em dias melhores; À Universidade Estadual de Montes Claros – UNIMONTES, pela oportunidade de realização do mestrado; À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior–CAPES, pela concessão de bolsa de estudo; À minha orientadora, professora Dra. Regina Cássia Ferreira Ribeiro, pela orientação, paciência e confiança na condução do trabalho; À minha coorientadora, Dra. Viviane Aparecida Costa Campos pelos conhecimentos transmitidos na execução do trabalho; Ao professor Carlos Matrangolo por todo o auxílio prestado durante as coletas de plantas; À Universidade Federal de Lavras, em especial, ao professor Dr. Denilson Ferreira de Oliveira pelas valiosas contribuições e sugestões para a melhoria do trabalho e pela recepção no Laboratório de Produtos Naturais do Departamento de Química; Ao professor Geraldo da Universidade Federal de Viçosa - Campus Rio Paranaíba, pela parceria na identificação química dos óleos; A todos os amigos do Laboratório de Fitopatologia, em especial à Lorena que sempre esteve pronta a me ajudar; Às minhas amigas irmãs Maria Josiane, Josiane Cantuária, Débora Mendes que sempre estiveram comigo desde a graduação; Ao Guilherme pela paciência e compreensão nos momentos de estresse; Aos meus pais Antônio e Maria Elpídia, pelo amor, apoio, dedicação e orações. A vocês meu eterno amor, respeito e admiração! Ao meu irmão Deisson pelo apoio e incentivo; Enfim, a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho o meu profundo agradecimento. Muito OBRIGADA! SUMÁRIO RESUMO GERAL.......................................................................................................................i GENERAL ABSTRACT............................................................................................................ii INTRODUÇÃO GERAL............................................................................................................9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFRICAS...................................................................................12 CAPITULO 1: CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE ÓLEOS ESSENCIAS E ATIVIDADE NEMATICIDA CONTRA MELOIDOGYNE JAVANICA.......................................................14 RESUMO..................................................................................................................................15 ABSTRACT..............................................................................................................................16 1.1 INTRODUÇÃO..................................................................................................................17 1.2 MATERIAL E MÉTODOS................................................................................................18 1.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................22 1.4 CONCLUSÕES..................................................................................................................29 1.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................30 CAPITULO 2: TIVIDADE NEMATICIDA DE ÓLEOS ESSENCIAIS DE CAPIM CIDREIRA E CITRAL SOBRE MELOIDOGYNE JAVANICA, EM ALFACE......................33 RESUMO..................................................................................................................................34 ABSTRACT..............................................................................................................................35 2.1 INTRODUÇÃO..................................................................................................................36 2.2 MATERIAL E MÉTODOS................................................................................................37 2.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................38 2.4 CONCLUSÕES..................................................................................................................44 2.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................45 CONCLUSÕES FINAIS...........................................................................................................47 RESUMO GERAL Os nematoides das galhas causam grandes perdas a diversas culturas de importância econômica. Uma das técnicas mais utilizadas para o seu controle é o emprego de nematicidas. No entanto, devido à sua alta toxicidade e possibilidade de contaminação do ambiente, fontes alternativas empregando produtos de origem natural vêm sendo bastante estudadas. Um exemplo é a utilização dos óleos essenciais que constituem uma potencial alternativa aos nematicidas químicos sintéticos. Deste modo, com o intuito de contribuir para o desenvolvimento de novos produtos nematicidas que sejam eficientes e menos tóxicos para os seres humanos e o meio ambiente, estudaram-se os óleos essenciais produzidos por plantas localizadas no semiárido mineiro, bem como o potencial e atividadedos óleos e seus constituintes químicos frente à Meloidogyne javanica. No primeiro capítulo foram realizadas coletas das plantas e as extrações dos seus óleos essenciais por meio da técnica de hidrodestilação, seguida da análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) para a caracterização dos constituintes químicos. Posteriormente, foram realizados testes in vitro contra juvenis de segundo estádio (J2) de M. javanica em presença dos óleos obtidos e das substâncias majoritárias (citral, 2-dodecanona e 2-decanona) presentes no óleo de Cymbopogon citratus que apresentaram maior atividade nematicida. Objetivando- se determinar a concentração dos componentes químicos do óleo de C. citratus que causava morte de 50% (CL50) ou mais em nematoides, foram realizados testes preliminares em diferentes concentrações: 0, 500, 700, 900, 1100 µg/mL para o 2-decanona e 2-dodecanona. 0, 500, 550, 600, 650, 700 µg/mL para o citral. Os produtos foram diluídos em Tween® ®80 a 0.01 g mL-1. Empregaram-se como testemunhas água, Tween® (polisorbato) e carbofuran, nematicida comercial. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com seis repetições. Os dados dos óleos essenciais foram submetidos análise de variância e as médias foram agrupadas pelo teste de Scott-Knott a 5%. Nos demais ensaios, as concentrações foram submetidas ao ajuste de regressão e as médias comparadas às testemunhas por meio do teste Dunnett. Tais substâncias promoveram aumento linear na mortalidade e imobilidade de J2 com aumento das concentrações e redução linear com aumento das concentrações sobre a eclosão de J2 de M. javanica. No segundo capítulo, testaram-se em casa de vegetação o óleo de C. citratus e o citral, (substância que apresentou melhor atividade nematicida, nos testes in vitro para o controle de M. javanica) na cultura de alface ‘babá de verão’ (manteiga). O delineamento foi em blocos ao acaso com seis repetições nas concentrações de 0, 260, 521, 700 e 1000 µg/mL do óleo essencial de C. citratus e 0, 500, 550, 600, 650, 700 µg/mL para o citral. As testemunhas foram água, Tween® ® 80 a 0.01 g mL-1 e carbofuran. Após 35 dias de plantio das mudas, realizou- se a aplicação de suspensão contendo 4000 ovos mais eventuais J2 de M. javanica juntamente com emulsões, recém preparadas, do óleo de C. citratus e do citral. Tais emulsões foram distribuídas no solo em quatro orifícios equidistantes da planta. Os dados obtidos foram submetidos ao ajuste de regressão e as médias comparadas às testemunhas por meio pelo teste Dunnett. O óleo essencial e o citral afetam à reprodução de M. javanica em plantas de alface ‘babá de verão’ (manteiga). Palavras-chave: Nematoide das galhas, metabólitos secundários, Lactuca sativa, Cymbopogon citratus, Lippia sp. 1 Comitê Orientador: Profa. Dra. Regina Cássia Ferreira Ribeiro – UNIMONTES (Orientadora); Profa.Dra Viviane Aparecida Costa Campos – UEMG(Coorientadora); Prof. Dr Edson Hiyudu Mizobutsi – UNIMONTES (conselheiro). Profa.Dra. Teresinha A.Giustolin-UNIMONTES (Conselheira); Prof. Dr Carlos Augusto Rodrigues Matrangolo-UNIMONTS (conselheiro). GENERAL ABSTRACT The gall nematodes cause great losses to several economically important crops. One of the most used techniques for its control is the use of nematicides. However, due to its high toxicity and the possibility of contamination of the environment, alternative sources using products of natural origin have been extensively studied. An example is the use of essential oils that constitute a potential alternative to synthetic chemical nematicides. Thus, in order to contribute to the development of new nematicidal products that are efficient and less toxic to humans and the environment, the essential oils produced by plants located in the semi-arid region of Minas Gerais were studied, as well as the potential and activity of oils and their chemical constituents against Meloidogyne javanica. In the first chapter, collections of plants and extractions of their essential oils were carried out using the hydrodistillation technique, followed by analysis by gas chromatography coupled with mass spectrometry (CG-EM) for the characterization of chemical constituents. Subsequently, in vitro tests were carried out against juveniles of the second stage (J2) of M. javanica in the presence of the obtained oils and the major substances (citral, 2-dodecanone and 2-decanone) present in the oil of Cymbopogon citratus which showed greater nematicidal activity. In order to determine the concentration of the chemical components of the oil of C. citratus that caused death of 50% (LC50) or more in nematodes, preliminary tests were carried out in different concentrations: 0, 500, 700, 900, 1100 µg/mL for 2-decanone and 2-dodecanone. 0, 500, 550, 600, 650, 700 µg/mL for citral. The products were diluted in Tween® 80 to 0.01 g mL-1. Water, Tween® (polysorbate) and carbofuran, a commercial nematicide, were used as controls. The experimental design was completely randomized with six replications. The essential oils data were submitted to analysis of variance and the averages were grouped by the Scott-Knott test at 5%. In the other tests, the concentrations were subjected to regression adjustment and averages compared to controls using the Dunnett test. Such substances promoted a linear increase in mortality and immobility of J2 with increased concentrations and a linear reduction with increased concentrations on the outbreak of J2 of M. javanica. In the second chapter, C. citratus oil and citral (a substance that showed better nematicidal activity in the in vitro tests for the control of M. javanica) were tested in the greenhouse in the ‘babá de verão’ lettuce culture (butter). The design was in randomized blocks with six repetitions in the concentrations of 0, 260, 521, 700 and 1000 µg/mL of the essential oil of C. citratus and 0, 500, 550, 600, 650, 700 µg/mL for the citral. The controls were water, Tween® 80 at 0.01 g mL-1 and carbofuran. After 35 days of planting the seedlings, a suspension was applied containing 4000 eggs plus possible J2 of M. javanica along with emulsions, freshly prepared, of the oil of C. citratus and citral. Such emulsions were distributed in the soil in four holes equidistant from the plant. The data obtained were submitted to the regression adjustment and the means compared to the controls using the Dunnett test. The essential oil and citral affect the reproduction of M. javanica in ‘babá de verão’ (butter) lettuce plants. Keywords: Gall nematode, secondary metabolites, Lactuca sativa, Cymbopogon citratus, Lippia sp. 2Guidance committee: Profa. Dra. Regina Cássia Ferreira Ribeiro – UNIMONTES (Orientadora); Profa.Dra Viviane Aparecida Costa Campos – UEMG(Coorientadora); Prof. Dr Edson Hiyudu Mizobutsi – UNIMONTES (conselheiro). Profa.Dra. Teresinha A.Giustolin-UNIMONTES (Conselheira); Prof. Dr Carlos Augusto Rodrigues Matrangolo-UNIMONTS (conselheiro). 9 INTRODUÇÃO GERAL Os nematoides são organismos multicelulares, vermiformes, com pouca variação morfológica, representam um dos grupos de animais mais numerosos da Terra. Os fitonematoides são dotados de estiletes com os quais sugam os nutrientes. Estes patógenos podem ser classificados em função de sua localização na planta e do movimento durante o parasitismo em ectoparasitas migradores, endoparasitas migradores e endoparasitas sedentários. Dentre os endoparasitas sedentários, destacam as espécies do gênero Meloidogyne (CAMPOS, 2014). Atualmente, há quase 100 espécies de Meloidogyne reconhecidas. De acordo com Moens et al. (2009), as espécies Meloidogyne arenaria, M. incognita e M. javanica ocorrem em regiões tropicais, enquanto M. hapla, ocorre em regiões temperadas. As quatro espécies citadas são consideradas as mais importantes,pois parasitam grande parte das plantas cultiváveis, causando uma perda mundial anual estimada de US$ 157 bilhões (OKENDI et al., 2014). No Brasil, M. incognita e M. javanica atacam várias culturas de importância econômica, como por exemplo, soja, algodão, café, tomate, banana, entre outras, causando sérios prejuízos aos agricultores (SOUZA, 2008). De acordo com Campos (2000), dentre os 97% dos hospedeiros parasitados por Meloidogyne, destacam-se as espécies M. incognita e M. javanica. Juvenis de segundo estádio (J2) das espécies de Meloidogyne penetram as raízes das plantas pela região posterior da coifa e se movimentam intracelularmente até se estabelecerem na região próxima ao cilindro central, onde induzem os sítios especializados de nutrição, denominados células gigantes. Tais sítios são em número de cinco a seis que servirão de alimento em todo o ciclo de vida do nematoide. Estes nematoides induzem, nas raízes, sintomas de engrossamentos denominados de galhas, em decorrência, a parte aérea apresenta sintomas de deficiência nutricional, murcha nas horas mais quentes do dia e redução do desenvolvimento das plantas (AGRIOS, 2005). Uma das técnicas empregadas para o controle de nematoides é a rotação com culturas não hospedeiras. No entanto, como Meloidogyne spp. ataca praticamente todas as plantas cultivadas, tal técnica torna-se ineficiente. Nos últimos anos, os nematicidas foram amplamente utilizados para suprimir as densidades populacionais de nematoides na produção vegetal. Entretanto, os nematicidas comerciais têm seu uso cada vez mais limitado, devido a sua alta toxicidade ao ambiente e ao homem, alto custo para o agricultor, pouca 10 disponibilidade e baixa eficiência de controle, depois de repetidas aplicações (DONG e ZHANG, 2006). Com a retirada do mercado de alguns dos principais nematicidas, faz-se necessário desenvolver métodos de controle menos tóxicos. Os óleos essenciais representam uma alternativa aos produtos químicos. A utilização dos óleos essenciais no controle de fitopatógenos visa garantir a segurança alimentar e a proteção das lavouras (MOREIRA et. al. 2015). Os óleos essenciais são misturas complexas de compostos bioativos que apresentam substâncias voláteis, com baixo peso molecular, lipofílicas e geralmente odoríferas. São compostos por componentes em diferentes concentrações, contudo apenas dois ou três componentes principais se apresentam em concentrações elevadas e os outros em concentrações vestigiais. Geralmente são os componentes majoritários que determinam as suas propriedades biológicas (PAVELA, 2015). São produtos obtidos por meio de destilação por arraste de vapor d’água, pela prensa do pericarpo de frutos cítricos, extração com solventes orgânicos ou também com fluido supercrítico. É necessário, em alguns casos, realizar fragmentações do material vegetal, com o intuito de facilitar a remoção do óleo dos tricomas glandulares das plantas. Este procedimento varia de acordo com a estrutura da planta (BUSATO et al., 2014). Os óleos são compostos por dois grupos de substâncias de origem biosintética diferente. O grupo principal é composto pelos terpenos sendo que sua biossíntese ocorre a partir do ácido mevalônico e 3-fosfoglicerato, já o segundo grupo é constituído de compostos aromáticos e alifáticos que são sintetizados a partir do ácido chiquímico ou ácido mevalônico (PAVELA, 2015). Óleos essenciais de diversas plantas possuem ação nematicida a diferentes nematoides: schwengber et al. (2017) testaram o óleo obtido da folha e fruto de pimenta rosa no controle de Pratylenchus zeae, e os resultados demonstraram a redução populacional do nematoide, tanto em condições in vitro como em casa de vegetação, na cultura do milho. Eloh et al (2019) estudaram o efeito dos óleos essenciais das plantas:Xylopia aethiopica, Cymbopogon schoenanthus, Zingiber officinale, Ocimum sanctum, Chromolaena odorata ,Thymus vulgaris, Cinnamomum zeylanicum ,Ocimum basilicum sobre M. incognita, e verificaram o efeito nematicida destes óleos que causaram a mortalidade dos nematoides in vitro. Foi observado por Moreira et al. (2018) o efeito nematicida do óleo essencial de timbó de caiena (Tephrosia toxicaria) sobre os nematoides das galhas Meloidogyne enterolobii e M. javanica. Monteiro et al. (2014) também estudando o efeito de óleos essenciais em 11 nematoides concluiram que o óleo de mostarda a 1,0% reduziu a população de nematoides Aphelenchoides besseyi em sementes de B. brizantha cv. Marandu sem prejudicar significativamente sua germinação. Mostafa et al. (2017) constataram que os óleos essenciais extraídos de cânfora, semente preta, mamona, gergelim e jojoba reduziram o número de galhas, massas de ovos do sistema radicular, J2 presentes no solo e o fator de reprodução de M. javanica em plantas de pepino. A eficiência do óleo depende de fatores como pH da solução, temperatura de tratamento, concentrações e tipo de componentes ativos presentes. A composição química dos óleos voláteis varia entre as espécies e partes de um mesmo vegetal, sofrem também influência de fatores como: localidade, técnica de extração, fatores genéticos, época de coleta da espécie vegetal, ciclo vegetativo e fatores edafoclimáticos (MIRANDA et al., 2016). O semiárido mineiro possui uma pluviosidade média de aproximadamente 870 mm, temperatura média anual de 24 ºC, insolação de 2.700 h anuais, umidade relativa média de 65% e clima Aw, (clima tropical com estação seca no inverno) (OLIVEIRA et al., 2016). Entretanto as espécies vegetais dessa região possuem contato com a elevada radiação UV, que faz com que aumente a produção de metabólitos secundários, fornecendo assim um elevado nível de proteção contra oxidantes prejudiciais, gerados pela alta temperatura ou incidência elevada de luz (LEMOS et al., 2017). Souza et al. (2017) avaliaram o óleo essencial de folhas de três espécies de Croton (Croton argyrophylloides, Croton jacobinensis, Croton sincorensis) do semiárido nordestino e observaram que o rendimento e a composição das espécies estudadas foram influenciadas pela pluviosidade, temperatura e incidência solar. Embasadas nas informações anteriores objetivou-se com este trabalho extrair óleos essenciais de plantas nativas e exóticas encontradas no semiárido mineiro, analisar e quantificar os componentes majoritários em análises cromatográficas, avaliar in vitro e in vivo os efeitos desses óleos e das substâncias majoritárias contra M. javanica. 12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AGRIOS, G. N. 2005. Plant diseases caused by nematodes. In: AGRIOS, G. N. (Ed.). Plant Pathology. 5 ed. San Diego: Elsevier Academic Press, p.826-865. BUSATO, N. V. et al. Estratégias de modelagem da extração de óleos essenciais por hidrodestilação e destilação a vapor. 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Redução de inóculode Aphelenchoides besseyi em sementes de Brachiaria brizantha tratadas com óleos essenciais. Ciência Rural, Santa Maria, v. 44, n. 7, p. 1149–1154, 2014. MOREIRA, F.J.C., SANTOS, C.D.G., INNECCO, R., SILVA, G.S. Controle alternativo de nematoide das galhas (Meloidogyne incognita) raça 2, com óleos essenciais em solo. Summa Phytopathologica, v.41, n.3, p.207-213, 2015. MOREIRA, F.J.C. et al. Assessment of the Tephrosia toxicaria essential oil on hatching and mortality of eggs andsecond-stage juvenile (J2) root-knot nematode (Meloidogyne enterolobii and M. javanica). Australian Journal of Crop Science. V. 12, n.12, p. 1829-1836, 2018. MOSTAFA, M.A. et al. Plant essential oils as eco-friendly management tools for root knot nematode on cucumber plants. Journal of Zoology Studies. V.4, n.1, p.1-5, 2017. OLIVEIRA, M.R. et al. Interferência de plantas daninhas em sorgo sacarino em diferentes espaçamentos no semiárido mineiro. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, v.15, n.3, p. 482- 490, 2016 ONKENDI, E. M. et al. The threat of root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) in Africa: a review. Plant Pathology. v.63, p.727–737, 2014. 13 PAVELA, R. Essential oils for the development of eco-friendly mosquito larvicides: A review. Industrial Crops and Products. v.76, p. 174–187, 2015. SOUZA, G. S. et al. Chemical composition and yield of essential oil from three Croton species. Ciência Rural, v. 47, n. 8, 2017. SOUZA, R. M. (Ed.). Plant-parasitic nematodes of coffee. Berlin: Springer, 2008. 269 p. SCHWENGBER, R.P et al. Óleo essencial das folhas e frutos de Schinus terebinthifolius raddi no controle de Pratylenchus zeae. Arquivos de Ciências Veterinárias e Zoologia da Unipar, v. 20, n. 3, p.153-159, 2017. 14 CAPITULO 1 CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE ÓLEOS ESSENCIAS E ATIVIDADE NEMATICIDA CONTRA Meloidogyne javanica (Artigo formatado de acordo com as normas de Revista Brasileira de Ciências agrárias) 15 Resumo Os metabólitos secundários dos vegetais são potencialmente úteis para o desenvolvimento de novos produtos, para o controle de fitonematoides. Dentre eles estão os óleos essenciais, que são misturas complexas e voláteis que podem apresentar uma vasta gama de atividades biológicas o que os tornam biopesticidas desejáveis. O objetivo desse trabalho foi extrair óleos essenciais de espécies nativas e exóticas presentes no semiárido mineiro, avaliar a sua ação nematicida e também de alguns constituintes químicos sobre Meloidogyne javanica. Inicialmente, realizou-se a coleta de plantas. Tais plantas foram submetidas à extração dos óleos essenciais pela técnica da hidrodestilação seguida da análise cromatográfica para identificação dos seus constituintes químicos. Posteriormente, avaliou-se o efeito destes óleos sobre M. javanica (ensaio 1). O ensaio foi montado em placas de polipropileno em DIC com 11 tratamentos (oito óleos essenciais e três testemunhas: água, Tween® 80 e nematicida comercial, (carbofuran) com seis repetições. As médias foram submetidas ao teste de Scott- Knott a 5%. Em seguida avaliaram-se alguns dos constituintes presentes no óleo de Cymbopogon citratus (citral-mistura de isômero geranial e neral, 2-decanona e 2- dodecanona). Para cada constituinte químico montou-se um ensaio no qual se avaliaram diferentes concentrações. Os ensaios foram montados em placas de polipropileno em DIC com seis repetições e três testemunhas (Tween®, água e carbofuran). As concentrações foram submetidas ao ajuste de regressão e as médias comparadas às testemunhas por meio do teste Dunnett. Das 28 espécies de plantas avaliadas, seis produziram óleos essenciais. A maior porcentagem de mortalidade (98%) e imobilidade (100%) de J2 foi causada pela aplicação do óleo essencial de C. citratus. Quanto maior as concentrações das emulsões, maior o efeito nematicida contra M. javanica. O citral foi o composto que apresentou a melhor performance no controle de M. javanica quando comparado ao ingrediente ativo carbofuran. Palavras-chave: Nematoides das galhas, produto de origem natural, metabólitos secundários. 16 Abstract The secondary metabolites of vegetables are potentially useful for the development of new products, for the control of phytomatomatoids. Among them are essential oils, which are complex and volatile mixtures that can present a wide range of biological activities which make them desirable biopesticides. The objective of this work was to extract essential oils from native and exotic species present in the semi-arid region of Minas Gerais, to evaluate their nematicidal action and also of some chemical constituents on Meloidogyne javanica. Initially, plants were collected. Such plants were subjected to the extraction of essential oils by the technique of hydrodistillation followed by chromatographic analysis to identify their chemical constituents. Subsequently, the effect of these oils on M. javanica was evaluated (trial 1). The test was mounted on DIC polypropylene plates with 11 treatments (eight essential oils and three controls: water, Tween® 80 and commercial nematicide, (carbofuran) with six replications. The averages were subjected to the Scott-Knott test at 5% Then, some of the constituents present in Cymbopogon citratus oil (citral-mixture of geranial and neral isomer, 2-decanone and 2-dodecanone) were evaluated. For each chemical constituent, a test was set up in which different concentrations were evaluated. The tests were mounted on DIC polypropylene plates with six replicates and three controls (Tween®, water and carbofuran). Concentrations were subjected to regression adjustment and averages compared to controls using the Dunnett test. Of the 28 plant species evaluated, six produced essential oils. The highest percentage of mortality (98%) and immobility (100%) of J2 was caused by the application of the essential oil of C. citratus. The higher the concentrations of the emulsions, the greater the nematicidal effect against M. javanica. Citral was the compound that showed the best performance in controlling M. javanica when compared to the active ingredient carbofuran. Keywords: Gall nematodes, product of natural origin, secondary metabolites. 17 1.1 INTRODUÇÃO Os fitonematoides são patógenos que afetam severamente as culturas em todo o mundo, o que causa enorme impacto sobre a agricultura e perdas significativas dos produtos agrícolas. Existem mais de 25.000 espécies de nematoides fitoparasitas descritas, além de estimativas de que esse número possa chegar à casa dos milhões (ZHANG, 2013). Dentre os fitonematoides, aqueles pertencentes ao gênero Meloidogyne merecem posição de destaque, pois são polífagos, altamente adaptados e com uma ampla distribuição geográfica (MOENS et al., 2009). No Brasil as espécies desse gênero mais frequentemente encontradas são Meloidogyne incognita e M. javanica (FERRAZ e MONTEIRO, 2011). Tais espécies parasitam praticamente todas as espécies cultiváveis podendo causar grandes perdas e até mesmo limitar o cultivo de algumas delas. Estes fitonematoides ao parasitarem as raízes das plantas induzem a formação de células especializadas de nutrição denominadas células gigantes, que afetam o fluxo de seiva, a respiração, fotossíntese e o balanço hormonal das plantas, o que prejudica o seu desenvolvimento (JONES et al., 2011; SIDDIQUI et al., 2014). Diferentes métodos são utilizados para controle dos referidos nematoides, dentre eles se destacam, o uso de plantas resistentes, rotação de culturas com espécies não hospedeiras, adubos verdes com plantas de efeito antagônico ao nematoidee o controle químico (MOREIRA et al., 2015). Entretanto, nem sempre os métodos de controle são efetivos ou aplicáveis a todas as culturas ou regiões e muitas vezes, não são utilizadas pelos agricultores, por não possuírem efeito imediato ou por não darem o retorno econômico desejado (OKA, 2014). Dentre os métodos de controle, vale destacar o controle químico. Porém, o controle químico possui ressalvas por ser altamente tóxico ao meio ambiente e aos seres humanos e muitas vezes não existem nematicidas registrados para as várias culturas. Estudos têm sido realizados, em busca de novas alternativas de controle dos fitonematoides, que sejam economicamente viáveis e de baixa toxicidade ao ambiente e ao homem. Uma alternativa para o controle dos fitonematoides são os compostos derivados de plantas. Dentre os metabólitos produzidos pelos vegetais, os óleos essenciais são os mais estudados, por possuírem uma vasta gama de propriedades biológicas, dentre as quais se destaca a nematicida (MATEUS et al., 2014). 18 Os óleos essenciais são compostos químicos voláteis, normalmente produzidos por células secretoras ou grupos de células, através do metabolismo secundário das plantas e apresentam diversas atividades antimicrobianas. Os óleos essenciais são compostos extraídos a partir de diferentes partes da planta como flores, cascas, caule, folhas, raízes e frutos. (BRITO e NASCIMENTO, 2015). De acordo com Gozel e Ozdemir (2017), os óleos essenciais têm se mostrado eficientes em sua atividade nematicida o que os torna possíveis de serem utilizados para o controle dos fitonematoides. A composição dos óleos essenciais depende de diferentes fatores como as condições do solo, o clima (temperatura, luminosidade, disponibilidade de água), a localização geográfica, a época do ano, o horário de coleta, a idade da planta e a nutrição mineral (MORAIS, 2009). Variações destes referidos fatores podem influenciar significativamente a produção e a qualidade dos óleos essenciais (SALES et al., 2009). Regiões com temperaturas elevadas, por exemplo, podem favorecer o aumento no teor de metabólitos secundários pela planta, a luminosidade pode afetar a concentração e a qualidade dos óleos essenciais. De acordo com a literatura, algumas plantas possuem maior rendimento na produção de óleos essenciais no verão, enquanto outras no inverno (DESCHAMPS et al., 2008). Estudos indicam que condições de baixa disponibilidade de água no solo podem resultar em plantas com maior quantidade de flavonoides (BORTOLO et al., 2009). O semiárido possui características hidrológicas e edafoclimáticas onde ocorrem longos períodos de seca. Tal condição pode influenciar na produção e na composição química dos óleos essenciais. Diante do exposto, objetivou-se com este trabalho extrair os óleos essenciais de diferentes partes vegetais de espécies de plantas nativas e exóticas presentes no semiárido mineiro, caracterizá-los quimicamente e avaliar os óleos essenciais e seus componentes, in vitro, quanto a mortalidade, imobilidade e eclosão de M. javanica. 1.2 MATERIAL E MÉTODOS 1.2.1 Obtenção dos óleos essenciais Plantas de diferentes espécies vegetais foram coletadas, no início da manhã (7:00 -10:00h), em Janaúba norte de Minas Gerais latitude 15° 48’ 09’’ S, longitude 43° 18’ 32’’ W e altitude de 536 (Tabela 1). As plantas foram acondicionadas em sacos plásticos, etiquetadas e levadas o laboratório de Fitopatologia da UNIMONTES. As partes foram separadas em folhas, flores, caule e sementes e em seguida colocadas em freezer. Os óleos essenciais foram extraídos empregando-se a técnica de hidrodestilação em aparelho de Clevenger. Para realizar a 19 extração dos óleos, os materiais vegetais coletados foram pesados (massa) e em seguida triturados em liquidificador com água destilada e transferidos para balões de fundo redondo onde permaneceram por aproximadamente 4 horas. Os óleos produzidos foram recolhidos com auxílio de uma pipeta Pasteur e transferidos para recipientes de vidro (5 mL). Colocou-se uma pequena quantidade de sulfato de sódio anidro dentro dos frascos contendo os óleos e agitando-os em agitador do tipo Vórtex, para a completa retirada de umidade. Tais óleos foram armazenados em freezer (-18ºC) para posterior caracterização de seus componentes químicos. Tabela 1. Partes de espécies vegetais coletadas em datas específicas e massas utilizadas na extração de óleos essenciais. Janaúba norte de Minas Gerais. Espécies coletadas Nome Popular Parte Coletada Data Massa (g) Astronium graveolens (fêmea) Gonçalves Alves femea Folha 29/abr/16 500 Astronium graveolens (macho) Gonçalves alves macho Folha 29/abr/16 500 Calotropis procera Algodão de seda Folha, flor 29/abr/16 500 Cereus jamacaru Mandacaru Folha 29/abr/16 200 Croton zehntneri Canelinha Folha, flor 06/jun/16 50 Commiphora leptophloeos Umburana Folha e fruto 28/jun/16 500 Cnidoscolus pubescens Cansação Folha 30/jun/17 500 Cymbopogon citratus Capim cidreira Folha 18/jul/17 200 Enterolobium maximum Tamboril Fruto 03/jul/17 200 Hyptis suaveolens Betonca Folha, flor 13/fev/17 500 Leucaena leucocephala Leucena Folha, semente 03/mar/17 500 Lippia spp. Cidreirão Folha 28/mar/17 250 Magonia pubescens Tingui Folha 03/jul/17 200 Merremia aegyptia Corda de viola Folha, flor, caule 14/mar/17 200 Momordica charantia São caetano Folha, caule 30/jun/17 500 Morinda citrifolia None Folha, fruto 30/jun/17 500 Moringa oleífera Moringa Folha, flor, semente 03/mar/17 500 Myracrodruon urundeuva Aroeira do sertão Folha 24/nov/17 500 Annona squamosa Pinha Folha, semente 30/mai/17 200 Piptadenia viridiflora Surucaina Folha, flor 18/out/17 200 Prosopis juliflora Algaroba Folha 30/jun/17 500 Pterogyne nitens Carne de vaca Folha e fruto 30/jun/17 200 Schinopsis brasiliensis Pau preto Folha 30/jun/17 200 Senna spectabilis Malva verde Folha 08/fev/17 500 Struthanthus flexicaulis Erva de passarinho Folha, caule 30/jun/17 500 Tamarindus indica Tamarindo Folha, flor, semente 09/dez/17 200 Triplaris brasiliana Pau formiga Folha 08/mai/17 200 Zizyphus joazeiro Juá Folha, fruto 07/nov/17 200 https://www.google.com/search?sxsrf=ACYBGNSgMVYFVJgpHwnhfuPsOF7lLUY-mQ:1581882984324&q=Cnidoscolus+pubescens&spell=1&sa=X&ved=2ahUKEwj3ie2q7dbnAhXUGbkGHdIhARcQkeECKAB6BAgQECo 20 Óleos essenciais (Myracrodruon urundeuva, Hyptis suaveolenss, Croton zehntnerique Lippia spp., Astronium graveolens, Cymbopogon citratus) ativos contra M. javanica foram caracterizados quimicamente em um cromatógrafo gasoso acoplado a espectrômetro de massas (CG-EM). A Caracterização foi realizada no Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Federal de Viçosa (UFV/Campus Rio Paranaíba – MG), de acordo com a técnica descrita por Jardim et al. (2017). 1.2.3 Produção do inóculo de Meloidogyne javanica Para a realização deste experimento, população pura de M. javanica foi multiplicada em tomateiro do grupo Santa Cruz, cultivar Kada. As plantas de tomate foram cultivadas, durante quatro meses, em vasos de 2,0 L contendo substrato Bioplant®. Após esse período realizou-se à extração dos ovos de M. javanica utilizando a metodologia descrita por Hussey e Barker, modificada por Bonetti e Ferraz (1981). Os ovos obtidos foram colocados em câmara de eclosão constituída por placas de Petri, visando a obtenção dos juvenis de segundo estádio (J2). As placas foram mantidas à temperatura de 25ºC. Os J2 eclodidos nas primeiras 24 h foram descartados e somente aqueles J2 que eclodiram após esse período foram utilizados no experimento. 1.2.4 Atividade nematicida dos óleos essenciais a Meloidogyne javanica Para a realização do teste de mortalidade, uma suspensão aquosa de 20 μL contendo aproximadamente 20 J2 de M. javanica foi colocada em placa de polipropileno comcapacidade de 350 µL. Em seguida, foi adicionado sobre os nematoides 100 μL das emulsões dos óleos na concentração de 1000 µg/mL. A emulsão foi constituída pelo óleo essencial diluído em Tween® 80 0,01 g/mL mais agua. Foram utilizados como testemunhas o nematicida comercial, carbofuran (300 µg/mL), Tween® 80 e água. As placas contendo os nematoides mais emulsão tratamento foram vedadas com filme plástico e mantidas em câmera do tipo BOD a 25 ºC, em escuro contínuo por 48 horas. Após esse período, o número de J2 móveis e imóveis foram contados em microscópio de objetiva invertida. Foi adicionada uma gota de solução hidróxido de sódio (NaOH) 1,0 mol L-1 a cada cavidade, conforme adaptação da metodologia proposta por Chen e Dickson (2000). Foram caracterizados como mortos os J2 que permaneceram com o corpo completamente distendido, imóveis e vivos aqueles com os corpos retorcidos e móveis. 21 Para o teste de eclosão, 60 μL de uma suspensão aquosa contendo aproximadamente 60 ovos de M. javanica foi colocada em placa de polipropileno de 96 cavidades com capacidade de 350 µl. Em seguida, adicionaram-se 100 μL das emulsões de cada óleo na concentração de 1000 µg/mL. As placas foram mantidas em B.O.D., nas mesmas condições que foram descritas anteriormente. Após 48 horas, em microscópio de objetiva invertida, realizou-se a contagem do número de J2 eclodidos para determinar a porcentagem de eclosão nematoides. Para os ensaios de mortalidade e eclosão de J2 foram empregados os delineamentos inteiramente casualizado, com 11 tratamentos (8 óleos essenciais provenientes das plantas: e 3 testemunhas) e seis repetições. As testemunhas constaram de água, Tween® e carbofuran (300 µg/mL). Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias agrupadas pelo teste Scott-Knott a 5% (SCOTT e KNOTT, 1974),utilizando software “R” 2015 (R CORE TEAM, 2015) . 1.2.5 Atividade nematicida dos constituintes químicos de capim cidreira a Meloidogyne javanica Foram avaliados os percentuais de mortalidade e eclosão de M. javanica, após a exposição aos constituintes químicos majoritários do capim cidreira, analisados conforme descrito no item 2.3. Os constituintes majoritários da espécie vegetal foram o 2-dodecanona, 2-decanona e citral. Para as substâncias 2-dodecanona e 2-decanona foram utilizadas as concentrações de 0,500, 700, 900 e 1.100 µg/mL, utilizando a mesma metodologia descrita no item 2.3. O citral (mistura dos isômeros neral e geranial) foi avaliado nas concentrações de 0,500, 550, 600, 650 e 700 µg/mL. Para a determinação de tais concentrações nos experimentos, foram realizados testes preliminares, nos quais foram determinados os intervalos de concentração que ocasionassem a mortalidade de 50% a 100% da população avaliada. Os experimentos foram realizados em delineamento experimental inteiramente casualizado, com seis repetições. Os resultados foram submetidos à análise de regressão e ao teste de Dunnett, a 5% de probabilidade. Para as análises estatísticas foi utilizado o software “R” (2015) (R CORE TEAM, 2015). 22 1.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Das 27 espécies vegetais avaliadas neste trabalho, somente seis delas foi possível extrair os óleos essenciais (Tabela 2). Os óleos que apresentaram maior rendimento foram capim cidreira, com 1,23% e canelinha, com 0,57%. Surucaina apresentou rendimento diferente na folha e flor (partes diferentes apresentam rendimentos diferentes). Estes rendimentos obtidos podem ter ocorrido devido a fatores genéticos, fertilidade do solo que essa planta estava inserida ou a época de coleta. Figueiredo et al. (2006) afirmaram por meio de estudos, que capim cidreira coletado em diferentes estações do ano apresentam rendimento final diferente do óleo. Estes autores observaram maior rendimento do óleo quando coletado no período do inverno, pois, provavelmente, a escassez de água que ocorre nesta estação do ano, favorece os maiores teores de óleos essenciais, uma vez que em condições de estresse é característico o aumento deste metabólito secundário. Portanto, este estudo corrobora com os dados obtidos neste presente trabalho já que a coleta do capim cidreira ocorreu durante o inverno. Foi possível identificar nos óleos essenciais estudados neste trabalho a presença de monortepenos, sesquiterpenos, e grupos aromáticos como aldeídos, cetona, álcool e ácidos. Os sesquiterpenos são, em geral, menos voláteis que os monoterpenos podendo influenciar no odor dos óleos (LOAYZA et al., 1995). Tabela 2. Espécies vegetais e as partes que foram produtoras de óleo essencial, bem como, seu rendimento e caracterização química. Espécie Vegetal Parte vegetal Rendimento (%) Composição química Astronium graveolens (macho) Folha 0,20 Benzaldeído; mirceno; perileno; espatulenol; viridiflorol. Astronium graveolens (fêmea) Croton zehntneri Cymbopogon citratus Hyptis suaveolens Folha Folha Folha Flor 0,22 057 1,23 0,33 Muuroleno;α- muuroleno; óxido de cariofileno; espatulenol; aromadendreno espatulenol óxido de humuleno II; epiglobulol Stragol; γ-muurolenoeugenol metil éter; cariofileno 2-decanona;2-dodecanona;neral geranial; acido nerico; 2-etilciclohexona; álcool yomogi 3,7-dimetil-1,2,6-octadienal; 2-tridecanona; Eucaliptol; mircenol; γ-muuroleno; cariofileno; clohexano; espatulenol; germacrena B; 4-carvomentenol; β- pineno; sabineno; (R)-1 metil-5- 23 Hyptis suaveolens Lippia spp. Myracrodruon urundeuva Folha Folha Folha 0,23 0,42 0,45 (metilvinil) ciclohexano. Sabineno; β-pineno; oct-1-en-3-ol; limoneno cânfora; terp-1-en-4-ol; α- terpineol;óxido de cariofileno; époxido de humoleno II. Limoneno; β-cariofileno; óxido de cariofileno. 3-careno; β-selineno Os melhores resultados de mortalidade e imobilidade de J2 de M. javanica foram obtidos com o óleo essencial extraído de capim cidreira (cymbopogon citratus) com índice de 98% e 100% respectivamente, e uma porcentagem de eclosão de 14,0%. Como pode ser observado, os resultados obtidos são superiores aqueles obtidos pelo nematicida comercial carbofuran (tabela3). A alta toxidade do óleo extraído de capim cidreira sobre M. javanica observada neste trabalho pode ser consequência da presença de substâncias bioativas presentes como o neral, o geranial, o 2-decanona e o 2-dodecanona (Tabela 3). Estas substâncias são conhecidas como compostos com ação nematicida (NTALLI et al., 2011; ECHEVERRIGARAY et al., 2010). Patidar et al. (2016) também verificaram, que o óleo de capim cidreira apresentou se mais eficiente no controle de Meloidogyne spp. quando comparado aos óleos de outras espécies de plantas estudadas. O óleo de cidreirão apresentou um excelente resultado de mortalidade, igual a 61,83% sendo este superior ao obtido para o carbofuran. Vale destacar ainda, os ótimos resultados referentes, às variáveis imobilidade e eclosão, que apresentaram uma média de 65,0% 19,33% respectivamente, sendo estatisticamente iguais aqueles obtidos para o controle positivo (Tabela 3). Os óleos extraídos das folhas e flores de surucaina e aroeira do sertão foram menos tóxicos aos nematoides, quando comparados aos demais óleos essenciais avaliados neste trabalho e também ao nematicida (Tabela 3). Já os óleos provenientes das espécies Gonçalves Alves e canelinha não apresentaram atividade nematicida (Tabela 3). 24 Tabela 3. Mortalidade (%), imobilidade (%) e eclosão (%) de juvenis do segundo estádio (J2)de Meloidogyne javanica avaliado in vitro por exposição em emulsões de óleos essenciais de espécies vegetais coletadas na região de Janaúba, MG. Espécie vegetal Mortalidade Imobilidade Eclosão Cymbopogon citratus 98,00 a 100,00 a 14,00 a Lippia sp. 61,83 b 65,00 b 19,33 b Carbofuran 51,50 c 58,48 b 18,67 b Hyptis suaveolens (folha) 8,67 d 33,67 c 39,67 c Myracrodon urundeiuva 9,50 d 19,67 d 38,33 c Crotan zenhtneri 3,83 e 6,37 e 45,17 d Astronium graveolens(macho) 4,00 e 18,25 d 44,83 c Astronium graveolens(fêmea) 4,50 e 18,67 d 40,67 c Hyptis suaveolens (flor) 3,50 e 17,50 d 45,83 d Água 1,28 e 6,43 e 46,83 d Tween® 3,73 e 12,78 d 45,83 d CV (%) 22,05 23,40 5,80 Médias seguidas de mesma letra, na coluna, não diferem significativamente entre si pelo teste de Scott e Knott, a 5% de probabilidade. A atividade nematicida dos óleos essenciais observada neste trabalho pode estar relacionada a um dos componentes majoritários de forma isolada, as misturas binárias ou, até mesmo, ao sinergismo destes componentes. Portanto, a contribuição de cada componente para a atividade de um óleo essencial segue um padrão complexo de interações de substâncias que podem incluir a sinergia ou interações antagônicas que contribuem para a toxicidade geral do óleo (ANDRES et al., 2012). Por esse motivo, ainda não se conhece claramente o modo de ação dos óleos essenciais no controle de nematoides. Porém, Oka et al. (2000) sugerem que eles possam interferir no metabolismo do nematoide, desorganizando ou inibindo suas funções vitais desde as fases iniciais do desenvolvimento embrionário, além de afetarem os mecanismos de movimentação deste organismo, em razão de uma possível desestruturação do seu sistema nervoso. O citral é a união de dois isômeros (geranial e neral), componentes de substâncias bioativas do óleo de capim cidreira, observa-se que o mesmo apresentou atividade nematostática e nematicida a M. javanica (Figura 1). Houve efeito linear crescente para os índices de mortalidade e imobilidade de juvenis do segundo estádio (J2) de M. javanica nas diferentes concentrações da substância (Figura 1). A concentração de 700 µg/mL causou 90% da mortalidade e imobilidade desses nematoides. Para a porcentagem de eclosão dos nematoides, o citral causou um efeito linear decrescente, ou seja, com o aumento na concentração desta substância ocorreu redução nos valores dessa variável. Na presença de água, a eclosão foi de 47% e na maior concentração (700 µg/mL) a eclosão foi de 10%, comprovando assim mais uma vez a eficácia da substância 25 (Figura 1). Echeverrigaray et al. (2010), estudando concentrações do citral no controle de M. incognita, verificaram que a concentração de 250 mg/ L reduziu a eclosão de ovos em menos de 50%, já na concentração de 500 mg/L a eclosão foi de apenas 8%. Figura 1: Mortalidade (%) (A), imobilidade (%) (B) e eclosão (%) (C) de juvenis do segundo estádio (J2) de Meloidogyne javanica avaliados in vitro por exposição a diferentes concentrações da substância citral. Por meio do teste Dunnett a 5% verifica-se que as concentrações de 600, 650 e 700 µg/mL de citral proporcionaram porcentagem de mortalidade e imobilidade significativamente superior a testemunha positiva carbofuran (Tabela 4). Já as concentrações de 500 e 550 µg/mL foram estatisticamente semelhantes ao nematicida comercial. Como pode ser observado, as diferentes concentrações do citral não diferiram significativamente do nematicida carbofuran na porcentagem de eclosão, o que sugere que tal substância apresenta excelente potencial para o controle de fitonematoides. 26 Tabela 4. Mortalidade (%), mobilidade (%) e eclosão (%) de juvenis do segundo estádio (J2) de Meloidogyne javanica avaliados in vitro expostos a diferentes concentrações (µg/mL) do citral. Tratamento Mortalidade Imobilidade Eclosão 500 46,67 yz 53,00 yz 21,00 yz 550 57,00 yz 64,17 yz 17,00 yz 600 71,00 xyz 79,67 xyz 15,00 yz 650 80,67 xyz 87,17 xyz 12,33 yz 700 89,67 xyz 89,67 xyz 10,33 yz Carbofuran 55,00 56,67 16,33 Tween® 0,5 0,5 45,83 Água 1,00 1,00 47,67 CV (%) 16,13 13,83 18,42 Médias seguidas da letra x, y e z na coluna diferem das testemunhas, carbofuran, Tween®, água, respectivamente, pelo teste de Dunnett a 5% de significância. Estes resultados obtidos podem ser explicados devido ao fato do citral ser um aldeído. Segundo OKA (2001), os aldeídos possuem uma alta atividade nematicida contra M. javanica quando comparados a outros grupos químicos como os fenóis, álcoois entre outros. De acordo com estudos os aldeídos agem contra o nematoide inibindo a sua enzima V-ATPase, da cutícula. Esta enzima está envolvida na alimentação dos nematoides, regulação osmótica e síntese da cutícula (CABONI et al., 2013). A substância 2-decanona também causou um efeito tóxico a M. javanica, que foi observado por meio de um comportamento linear crescente, pois aumentou em função do aumento das concentrações, o que provocou a morte e imobilidade neste organismo (Figura 2). Assim, o aumento na concentração desta substância causou uma maior ação nematostática e nematicida A eclosão dos J2 também foi inibida com o aumento progressivo nas concentrações de 2-decanona. Cheng et al. (2017) verificaram que o 2-decanona na concentração de 126,00 mg/L foi efetivo e causou a morte de M. incognita. Os autores explicam que este composto degrada o intestino e a faringe dos nematoides, causando a morte dos mesmos. 27 FIGURA 2. Porcentagem de mortalidade (A), imobilidade (B) e eclosão (C), in vitro, de juvenis de segundo estádio de Meloidogyne javanica expostos a diferentes concentrações da substância 2-decanona. Por meio do teste de Dunnet a 5% verifica-se que a porcentagem de mortalidade de J2 nas diferentes concentrações da substância 2-decanona foram inferiores ao do nematicida carbofuran (Tabela 5). As concentrações de 900 e 1100 µg/mL promoveram maiores porcentagem de mortalidade do J2 quando comparados á testemunha Tween®, comprovando sua atividade nematicida. A variável imobilidade, mesmo na maior concentração, 1.100 µg/mL, não foi afetada pela substância 2-decanona, que resultou em valor semelhante à testemunha carbofuran (Tabela 5). A porcentagem de eclosão de M. javanica também não foi afetada mesmo após exposição deste as maiores concentrações de 2-decanona, já que foi verificada maior percentagem de J2 eclodidos, em relação ao carbofuran. Quando se compara as concentrações de 2-decanona com as testemunhas negativas, verifica-se que, todas elas proporcionaram menor porcentagem de eclosão, em relação a esses tratamentos controle. 28 Tabela 5. Mortalidade (%) (A), imobilidade (%) (B) e eclosão (%) (C), de juvenis do segundo estádio (J2) de Meloidogyne javanica avaliados in vitro por exposição a 2-decanona. Tratamento Mortalidade Imobilidade Eclosão 500 4,00 x 16,00 xyz 45,67 x 700 4,50 x 18,00 xyz 42,17 xyz 900 14,00 xyz 19,83 xyz 37,5 xyz 1100 41,00 xyz 47,00 yz 32,17 xyz Carbofuran 53,33 56,67 14,83 Tween 0,5 0,5 47,17 Água 1,33 1,33 49,17 CV (%) 26,29 28,38 8,39 Médias seguidas da letra x y z na coluna diferem das testemunhas Carbofuran, Tween® e água respectivamente pelo teste de Dunnett a 5% de significância. Com relação à substância 2-dodecanona, observou-se comportamento linear crescente em função das concentrações testadas na mortalidade e mobilidade de J2, já para eclosão obteve se um efeito linear decrescente, demonstrando se assim que com o aumento das concentrações ocorre uma maior ação nematostática, provocando a morte ou imobilidade dos juvenis de segundo estádio eclodidos, além do impedimento de eclosão do J2 indicando haver uma ação tóxica do componente testado sobreos juvenis infestantes de M. javanica (Figura 3). Figura 3. Porcentagem de mortalidade (A), imobilidade (B) e eclosão (C), in vitro, de J2 de Meloidogyne javanica expostos a diferentes concentrações da substância 2-dodecanona. Por meio do teste Dunnett a 5% verifica-se na Tabela 6 que todas as concentrações de 2- dodecanona estudadas diferiram estaticamente do carbofuran em todas as variáveis avaliadas, apresentando se uma média inferior a tal testemunha. 29 Tabela 6. Mortalidade (%), imobilidade (%) e eclosão (C) de juvenis do segundo estádio (J2) de Meloidogyne javanica avaliados in vitro por exposição à substância 2-dodecanona. Tratamento Mortalidade Imobilidade Eclosão 500 1,33 x 1,33 x 46,83 x 700 1,83 x 3,67 x 43,83 x 900 13,0 xyz 29,0 xyz 39,83 xyz 1100 19,55 xyz 29,83 xyz 37,17xyz Carbofuran 54,5 56,17 17,00 Tween® 1,00 1,00 46,83 Água 1,00 1,00 47,5 CV (%) 20,01 20,35 10,77 Médias seguidas da letra xyz na coluna diferem das testemunhas agua, carbofuran e Tween®, respectivamente pelo teste de Dunnett a 5% de significância. Entretanto, ao analisar os resultados obtidos para as concentrações de 900 e 1100 µg/mL e compará-los à testemunha, Tween e água verifica-se que em tais concentrações, 2- dodecanona apresenta efeito tóxico ao nematoide. Tais resultados coincidem com aqueles obtidos por Pinho (2010), quando estudou 23 compostos comerciais e verificou resultados próximos para a substância 2- dodecanona, sendo que, a mesma apresentou uma taxa de mortalidade de 25,8% contra M. incognita. 1.4 CONCLUSÕES Os óleos de Myracrodruon urundeuva, Hyptis suaveolens, Croton zehntnerique, Lippia ssp. Astronium graveolens (macho), Astronium graveolens (fêmea) e Cymbopogon citratus foi possível caracterizar dois a quatorze constituintes químicos. O óleo essencial de C. citratus é mais eficiente no controle de M. javanica que o carbofuran. Concentrações iguais ou acima de 600µg/mL de citral causam maior mortalidade e imobilidade de J2 de M. javanica quando comparadas ao carbofuran. Com o aumento das concentrações de citral ocorre maior mortalidade e imobilidade e menor eclosão de J2 de M. javanica. As substâncias 2-decanona e 2- dodecanona nas concentrações utilizadas apresentam menor ação nematicida que o carbofuran sobre M. javanica. 30 1.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRES, F.M. et al. Nematicidal activity of essential oils: a review. Phytochemical, v.1, p.1-20. 2012. https://link.springer.com/article/10.1007/s11101-012-9263-3 BORTOLO, D. P. G.; MARQUES, P. A. A.; PACHECO, A. C. Teor e rendimento de flavonoides em calêndula (Calendula officinalis L.) cultivada com diferentes lâminas de irrigação. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v. 11, n. 4, p. 435-441, 2009. https://www.researchgate.net/publication/266493019_Teor_e_rendimento_de_flavonoides_e m_calendula_Calendula_officinalis_L_cultivada_com_diferentes_laminas_de_irrigacao. BONETTI JI; FERRAZ S. Modificações do método de Hussey & Barker para extração de ovos de Meloidogyne exigua em raízes de cafeeiro. 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O presente estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o potencial nematicida do óleo essencial de capim cidreira e do citral no controle de M. javanica em alface. Foram realizados dois ensaios; em um deles se avaliou o óleo essencial de capim cidreira (Ensaio 1) e no outro o citral (Ensaio 2). Ambos ensaios foram montados em delineamento em blocos ao acaso com seis repetições. No ensaio 1 foram avaliadas cinco concentrações do óleo (0, 260, 521,7 00, 1000 µg/mL) e no ensaio 2, seis concentrações do citral (0, 500, 550, 600, 650, 700 µg/mL). Em ambos os casos se empregaram como testemunhas Tween® 80 e carbofuran. Plantas de alface com 35 dias de idade foram inoculadas com 4000 ovos de M. javanica juntamente com as emulsões previamente preparadas do óleo e do citral separadamente em Tween® 80. Os tratamentos foram aplicados em quatro orifícios equidistantes no solo ao redor da planta. Após 33 dias, as plantas foram retiradas e avaliadas a massa fresca e massa seca de parte aérea, número de galhas, de massas de ovos e ovos por grama de raiz, J2 no solo e fator de reprodução. Todas as concentrações do óleo de capim cidreira e do citral tiveram efeito positivo no controle do nematoide equiparando-se ao nematicida carbofuran. Palavras-chave: Produtos naturais, Cymbopogon citratus Lactuca sativa, nematoide das galhas. 35 Abstract The bioactive compounds present in essential oils, have demonstrated properties that make them effective in controlling nematodes. The present study was carried out with the objective of evaluating the nematicidal potential of lemongrass and citral essential oil in the control of M. javanica on lettuce. Two tests were carried out, one of them evaluated the essential oil of lemongrass grass (Test 1) and in the other the citral (Test 2). Both trials were set up in a randomized block design with six replications. In test 1, five oil concentrations were evaluated (0, 260, 521, 700, 1000 µg/mL) and in trial 2, six concentrations of citral (0, 500, 550, 600, 650, 700 µg/mL). In both cases, Tween® 80 and carbofuran were used as controls. Lettuce plants with 35 days of age were inoculated with 4000 eggs of M. javanica together with the previously prepared emulsions of oil and citral separately in Tween® 80. The treatments were applied in four equidistant holes in the soil around the plant. After 33 days, the plants were removed and evaluated for fresh weight and dry weight of aerial part, number of galls, egg and egg masses per gram of root, J2 in the soil and reproduction factor. All concentrations of lemongrass and citral oil had a positive effect on the nematode control compared to the carbofuran nematicide. Keywords: Natural products, Cymbopogon citratus, Lactuca sativa, root-knot nematode nematode. 36 2.1 INTRODUÇÃO A alface, Lactuca sativa L., é uma hortaliça rica em vitaminas A e C e minerais. Ela é consumida in natura na forma de salada e é considerada a hortaliça folhosa mais cultivada no Brasil (FONSECA et al., 2016). A alface é parasitada por nematoides do gênero Meloidogyne e as espécies mais prejudiciais ao cultivo são M. incognitae M. javanica. Cultivares de alface parasitadas por Meloidogyne spp. tornam-se sem vigor, uma vez que o sistema radicular é afetado pela formação de galhas que obstruem a absorção de água e nutrientes do solo. Consequentemente a planta se torna amarelada, com tamanho reduzido, pequeno volume foliar e sem valor comercial (MACHADO et al., 2010). O cultivo consecutivo de alface devido ao seu ciclo curto favorece o aumento populacional de Meloidogyne spp. nas regiões produtoras. Maiores perdas são causadas em regiões que apresentam temperaturas elevadas e em solos arenosos (PINHEIRO et al., 2013). Após a introdução de Meloidogyne em uma área, sua erradicação é praticamente impossível. O uso de cultivares resistentes é o método mais desejável para reduzir esses parasitas de plantas, pois não aumentam os custos de produção e não apresentam riscos ao meio ambiente. No entanto, as cultivares existentes não apresentam resistência completa a Meloidogyne spp. (DIAS-ARIEIRA et al., 2012). A rotação de culturas é difícil devido ao grande número de hospedeiros. O controle químico não tem sido recomendado, visto que não há nematicidas registrados para controle de nematoides na alface no Brasil. Em decorrência, faz-se necessário a busca por opções de controle de fitonematoides que sejam mais eficazes e menos tóxicas ao ambiente e ao homem. Vários estudos mostraram que Cymbopogon citratus, (capim cidreira) é utilizado mundialmente com objetivo de explorar suas diversas atividades biológicas, tais como antibacteriana, antifúngico, antiprotozoária, anticancerígena, anti-inflamatória e antioxidante (EKPENYONG et al., 2015). Na agricultura, existem relatos da eficiência do óleo essencial do capim cidreira no controle da germinação e crescimento de ervas daninhas, insetos e controle de nematoides, em diversas culturas de interesse econômico como hortaliças, legumes e frutas (LAWAL et al., 2017). O capim cidreira é uma planta herbácea pertencente à família Poaceae, sendo também conhecida popularmente pelos nomes: erva-cidreira, capim-limão, capim-cidreira, entre outros (SHAN et al, 2011). O principal constituinte químico ativo do capim cidreira é um aldeído alifático, o citral que é um excelente aromatizante de ambientes e possui atividade nematicida (ECHEVERRIGARAY et al., 2009; MUKHERGE e SINHABADU, 2014). 37 A maioria dos estudos com o óleo essencial de capim cidreira e do citral visa o controle de M. incognita em culturas (ECHEVERRIGARAY et al., 2009; MUKHERGE e SINHABADU, 2014). Não há na literatura nenhum estudo do efeito do óleo essencial de C. citratus e do citral sobre M. javanica na cultura da alface. Diante do exposto, objetivou-se avaliar a atividade nematicida do óleo essencial do capim cidreira e do citral sobre M. javanica na cultura de alface ‘babá de verão’ tipo manteiga. 2.2 MATERIAL E MÉTODOS Foram avaliados o óleo essencial de capim cidreira e o citral em diferentes ensaios. Estes foram montados em casa de vegetação localizada na UNIMONTES, no Campus de Janaúba- MG, em delineamento em blocos ao acaso com 6 repetições. No ensaio do óleo essencial do capim cidreira foram avaliadas cinco concentrações: 0, 260, 521, 700 e 1000 µg/mL e no ensaio do citral foram avaliadas seis concentrações: 0, 500, 550, 600, 650 e 700 µg/mL. Em ambos ensaios foram avaliadas as testemunhas: carbofuran (415 g/mL) e Tween® 80 a 0,01 g mL-1. As concentrações do óleo essencial de C. citratus (capim cidreira) e do citral foram definidas por testes realizados anteriormente in vitro de modo a promover mortalidade maior ou igual a 50%. Sementes de alface ‘babá de verão’ tipo manteiga suscetíveis a M. javanica foram semeadas em bandejas de isopor com substrato comercial bioplant®. Após 25 dias, as mudas foram transplantadas para vasos plásticos de volume igual a 350 mL contendo substrato comercial bioplant®. Aos 35 dias realizou-se a aplicação de 2 mL de suspensão aquosa contendo cerca de 4000 ovos de M. javanica juntamente com 24 mL da emulsão do óleo essencial de capim cidreira ou 24 mL do citral em três orifícios no solo ao redor da planta. O óleo do capim cidreira e o citral foram diluídos em Tween® 80 previamente diluído em água (0,01 g mL-1) para o preparo das emulsões. Foram distribuídos quatro mL das emulsões no solo em quatro orifícios de 1,5 cm de profundidade equidistantes ao redor da planta. Os ovos de M. javanica foram extraídos de raízes de tomateiros cv. Kada com sintomas de galhas mantidos em casa de vegetação por 90 dias. Para extração dos ovos empregou-se a técnica descrita por Hussey e Barker modificada por Bonetti e Ferraz (1981). A irrigação foi realizada diariamente mantendo o solo constantemente úmido. Após 33 dias da aplicação dos nematoides foram avaliadas a massa fresca e a massa seca da parte aérea das plantas e as variáveis relacionadas à M. javanica: número de massas de ovos, de galhas e de ovos por grama de raiz, o fator de reprodução (FR), que é a relação entre a população final 38 aos 33 dias (ovos mais eventuais J2 nas raízes) e a população inicial (número de ovos e eventuais J2 inoculados) e número de J2 presentes em 200 cm3 de solo. Para a determinação da massa seca de parte aérea, as folhas foram colocadas em sacos de papel e estes foram acondicionados em estufa de secagem com ventilação forçada a temperatura de 65ºC por 72 horas. As raízes das plantas foram lavadas em água parada, e submetidas à coloração com floxina B (15 mg de floxina B/L de água) para contagem visual das massas de ovos e de galhas. Em seguida, as raízes foram cortadas em pedaços de 1cm e submetidas à extração de ovos segundo a técnica de Hussey e Barker (1973) modificada por Bonetti e Ferraz (1981). Para determinação do número de J2 no solo, amostras de 200 cm3 foram processadas por meio da técnica de flotação e centrifugação em solução de sacarose (Jenkins, 1964). Os ovos e J2 de M. javanica obtidos foram quantificados em câmara de Peters em microscópio de objetiva invertida. Para a determinação das variáveis nematológicas por grama de raiz, o número de galhas, massas de ovos e ovos de M. javanica encontrados nas raízes foram divididos pelo peso de cada raiz. Os resultados foram submetidos à análise de variância. As concentrações foram submetidas à análise de regressão e a comparação das concentrações com os tratamentos adicionais realizada pelo teste de Dunnett a 5% de probabilidade (DUNNET, 1995). As análises estatísticas foram realizadas no software “R” (2015) (R CORE TEAM, 2015) 2. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO A análise de regressão dos resultados obtidos para a massa fresca e a massa seca da parte aérea das plantas de alface tratadas com o óleo essencial de Cymbopogon citratus, capim cidreira, indicaram o modelo quadrático como o melhor ajuste para essas variáveis (Figura 1). Para esse trabalho, as plantas de alface tiveram a maior produção de massa fresca e seca, quando o ponto de máximo da equação foi de 13g e 2,6 g para as concentrações de 623 µg/mL e 575 µg/mL do óleo essencial, respectivamente. 39 Figura 1. Massa fresca (A) e massa seca (B) de plantas de alface submetidas a inoculação conjunta de Meloidogyne javanica e óleo de capim cidreira. O óleo essencial de capim cidreira aplicado na cultura da alface infectada com M. javanica reduziu de forma significativa as variáveis número de galhas e massas de ovos. Ambas variáveis apresentaram comportamento linear com a elevação das concentrações do óleo essencial (Figura 2). Ao comparar o número de galhas na concentração de 1000 µg/mL com a água (concentração 0) verifica-se redução de 55%. No caso de massas de ovos, a redução foi de 84%. Figura 2. Número de galhas (A) e massas ovos (B) de plantas de alface submetidas à inoculação conjunta de Meloidogyne javanica e óleo de capim cidreira.
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