Callus growth kinetics of physic nut (Jatropha curcas L.) and anthelmintic and cytotoxic activity

Abstract

Resumo: A cultura de tecidos vegetais propicia em um período curto de tempo a multiplicação de plantas geneticamente idênticas em larga escala, permite a produção de metabólitos secundários em ambiente controlado para aplicação na agricultura e na indústria. Pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma planta usada para produção de biodiesel com alto teor de óleo e apresenta grande quantidade de compostos bioativos que podem ser utilizados para desenvolvimento de novos produtos na indústria. Por essa razão os objetivos desse trabalho foram: (1) Estabelecer curva de crescimento de calos e avaliar o perfil dos ácidos graxos do óleo bruto (pinhão manso); (2) Avaliar a atividade antihelmíntica do extrato aquoso quente do grão e do calo de J. curcas, testar a toxicidade dos extratos em náuplios de Artemia salina e identificar os possíveis compostos bioativos associados à atividade anti-helmíntica. (1) A cinética da curva de crescimento de calos de pinhão manso apresentou padrão de curva sigmoidal com seis fases distintas: lag, exponencial, linear, desaceleração, estationária e de declínio. O perfil lipídico do óleo bruto dos calos apresentaram ácidos graxos de cadeias médias e cadeias longas, onde o ácido graxo de maior percentagem no extrato foi o ácido palmítico (55%) e o perfil lipídico do extrato do calo é diferente do perfil lipídico da semente de J. curcas. (2) Extrato aquoso quente do grão (pHs 5,7 e 9) e do calo (pH 5), 115 dias de cultivo, de J. curcas obtiveram atividade anti-helmítica e os extratos não foram citotóxicos, testados em Artemia salina. Os fitoquimicos nematicidas não foram completamente elucidados. Em diferentes pHs de extração e tipos de tecidos apresentou diferentes compostos nematicidas, como acidos graxos, furfural e ésteres de forbol.

Abstract: The plant tissue culture allows the multiplication of genetically identical plants on a large scale, allowing the production of secondary metabolites in a controlled environment for application in agriculture and industry. Jatropha curcas L. is a plant used for the production of biodiesel with high oil content and presents a great amount of bioactive compounds that can be used to develop new products in the industry. The purpose of the present study were: (1) To establish a calli growth curve and to evaluate the fatty acid profile of crude oil extracted from callus.; (2) To evaluate the anthelmintic activity of hot aqueous extracts of kernels and calli of J. curcas, the toxicity effects of these extracts against Artemia salina nauplii and to identify the bioactive compounds associated to anthelmintic activity. (1) The Kinetics of the callus growht curve presented a sigmoid standard curve with six distinct phases: lag, exponential, linear, deceleration, stationary and decline. The calli produced medium-chain and long-chain fatty acids and the palmitic acid was the fatty acid with the highest proportion in oil. The lipid profile obtained in callus oil was different from the seed oil profile. (2) The hot aqueous extracts of J. curcas kernel (pHs 5,7 and 9) and callus (pH 5), 115 days of culture was efficient for anthelmintic activity, in lethal concentration, 50%, (LC50), and these extracts were not toxic against Artemia salina. The nematicidal fitochemicals were not completed elucidated. The different pH extraction and tissue type presented different nematicidal compounds, such as fatty acids, furfural and phorbol esters.