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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Marília Elias Gallon
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2017
Supervisor
Committee
Gobbo Neto, Leonardo (President)
Debonsi, Hosana Maria
Moraes, Luiz Alberto Beraldo de
Semir, João
Title in Portuguese
Análise metabolômica aplicada à quimiotaxonomia de espécies do gênero Vernonia sensu lato (Vernonieae)
Keywords in Portuguese
Asteraceae
LC-MS
Lepidaploinae
Metabolômica
Química de produtos naturais
Vernoniinae
Abstract in Portuguese
Vernonia sensu lato é um dos maiores e mais complexos gêneros da tribo Vernonineae. A tribo pertence a família Asteraceae, a qual representa cerca de 10% da flora mundial e é considerada uma das maiores famílias dentre as plantas superiores. As espécies da tribo Vernonineae apresentam distribuição pantropical e são caracterizadas pela presença de lactonas sesquiterpênicas e flavonoides (principalmente flavonas e flavonóis). Ao longo dos anos, diversas classificações têm sido propostas para o gênero Vernonia s.l., porém ainda não há um consenso entre os pesquisadores. Nas classificações mais antigas, o gênero Vernonia s.l. inclui cerca de 1000 espécies (sensu Baker), distribuídas em seções e subseções; em uma divisão mais atual, essas espécies foram segregadas em vários novos gêneros e o gênero Vernonia, nas Américas, foi consideravelmente reduzido (sensu Robinson), ficando restrito a espécies distribuídas principalmente na América do Norte. Neste estudo, foram realizadas análises metabolômicas e estatísticas de espécies do gênero Vernonia s.l., pertencentes às subtribos Vernoniinae, Lepidaploinae e Rolandrinae, com o intuito de verificar se a abordagem metabolômica pode ser utilizada como uma ferramenta quimiotaxonômica e auxiliar nas classificações taxonômicas do gênero. A partir das impressões digitais metabólicas obtidas por UHPLC-UV-MS, foram realizadas análises estatísticas não-supervisionadas (HCA e PCA) e supervisionadas (OPLS-DA). A análise por HCA permitiu a identificação de quatro grupos principais, os quais sugerem que as espécies apresentaram tendência em se agruparem de acordo com os gêneros criados por Robinson. Além disso, observou-se que as espécies dos gêneros Stenocephalum, Stilpnopappus e Rolandra (Grupo 1) estão relacionadas às espécies do gênero Vernonanthura (Grupo 2), enquanto que as espécies dos gêneros Chrysolaena, Cyrtocymura e Echinocoryne (Grupo 3) estão relacionadas às espécies dos gêneros Lessingianthus e Lepidaploa (Grupo 4), indicando que as subtribos Vernoniinae e Lepidaploinae são parafiléticas. Diversos metabólitos foram identificados nas espécies analisadas, destacando-se os ácidos clorogênicos, os flavonoides e as lactonas sesquiterpênicas. Através da análise por OPLS-DA foi possível determinar os metabólitos responsáveis pela separação entre os grupos obtidos na análise por HCA. As espécies do Grupo 1 foram caracterizadas pela ausência de ácido 3-O-cafeoilquínico e 3,5-di-O-cafeoilquínico; o Grupo 2 foi caracterizado pela ausência de quercetina e presença de kaempherol 3-O-rutinosídeo; o Grupo 3 foi o único grupo no qual não foi identificado o flavonoide 7,3?,5?-trihidroxi- 4?-metoxi-3-O-glicosilflavona e as espécies do Grupo 4 caracterizaram-se por apresentarem baixa prevalência de flavonas. Dessa maneira, as análises metabolômicas em conjunto com análises estatísticas multivariadas auxiliaram no esclarecimento da classificação taxonômica das espécies do gênero Vernonia s.l. e permitiram a identificação de potenciais marcadores quimiotaxonômicos
Title in English
Metabolomics analysis applied to chemotaxonomic study of species from Vernonia sensu lato (Vernonieae)
Keywords in English
Asteraceae
Chemistry of natural products
LC-MS
Lepidaploinae
Metabolomics
Vernoniinae
Abstract in English
Vernonia sensu lato is one of the largest and more complex genus of the tribe Vernonineae. The tribe belongs to Asteraceae, one of the largest families of flowering plants. Vernonineae is distributed widely in tropical and subtropical regions of America, Africa and Asia and it is chemically characterized by the presence of sesquiterpene lactones and flavonoids (flavones and flavonols). Over the years, several taxonomic classifications have been proposed for the genus Vernonia s.l., however there has been no consensus among the researches. According to the traditional classification, the genus Vernonia s.l. comprises more than 1000 species and it is divided into sections and subsections (sensu Baker). In a recent classification, these species have been segregated into new genera, while the genus Vernonia sensu stricto was restricted to 22 species distributed mainly in North America (sensu Robinson). In this study, species belonging to the subtribes Vernoniinea, Lepidaploinae and Rolandrinae were analysed, employing UHPLC-UV(DAD)-MS(Orbitrap), followed by multivariate analyses. Data mining was performed using unsupervised (HCA and PCA) and supervised statistical analysis (OPLS-DA). The HCA showed segregation into four main groups. Comparing the HCA with the taxonomical classifications, we observed that the groups of the dendogram were in accordance with the genera created by Robinson. The species of the genera Stenocephalum, Stilpnopappus and Rolandra (Group 1) are more related with the species of the genus Vernonanthura (Group 2), while the genera Cyrtocymura, Chrysolaena and Echinocoryne (Group 3) are chemically more similar to the genera Lessingianthus and Lepidaploa (Group 4). These findings indicate that the subtribes Vernoniinae and Lepidaploinae are paraphyletic groups. Several metabolites were identified, highlighting chlorogenic acids, flavonoids and sesquiterpene lactones. ). According to OPLS-DA loading plot, it was possible to determine which variables are important for the discrimination among the groups. The species of the Group 1 were characterized by the absence of 3-O-caffeoylquinic acid and 3,5-di-O-caffeoylquinic acid. Group 2 was characterized by the absence of quercetin (flavonol with free OH) and by the presence of kaempherol 3-O-rutinoside. Group 3 was the only group that do not show the flavonoid 7,3?,5?-trihydroxy-4?- methoxy-3-O-glycosylflavone. The species of the Group 4, especially the species of the genus Lessingianthus, were characterized by the low prevalence of flavones. Therefore, untarget metabolomic approach associated with mutivariate analysis allowed the identification of potential chemotaxonomic markers, helping in the taxonomical classifications
 
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Release Date
2019-07-03
Publishing Date
2017-07-27
 
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