Exploração de misturas de piridinil-porfirinas : análise por CLAE e avaliação da atividade fotoinativadora de seus derivados catiônicos sobre fitopatógenos da soja

Abstract

Resumo: A soja é um dos grãos mais consumidos e produzidos no mundo, sendo o Brasil o maior produtor mundial do grão. Doenças causadas por fitopatógenos estão entre as principais causas de perdas nas lavouras, gerando prejuízos econômicos. A diminuição da eficácia dos fungicidas utilizados no controle dessas doenças, devido à resistência dos patógenos a esses compostos, faz necessária a busca por novas alternativas. Nesse sentido, a Inativação Fotodinâmica (IFD), que consiste na associação entre um fotossensibilizador (FS), luz e oxigênio para destruição seletiva de um microrganismo, pode ser uma opção. Apesar dessa estratégia ser amplamente utilizada na medicina, muito pouco foi explorado sobre sua aplicação no controle de fitopatógenos na agricultura. As porfirinas e seus derivados estão entre os FS utilizados na IFD e estudos recentes demonstraram a citotoxicidade desses compostos frente a fungos fitopatogênicos. Assim, no presente trabalho avaliamos a intervenção por IFD nos fungos de importância na cultura da soja, Colletotrichum truncatum, Corynespora cassiicola, Sclerotinia sclerotiorum, Rhizoctonia solani e Phakopsora pachyrhizi, utilizando como FS uma mistura de meso-1-metilpiridínio porfirinas catiônicas, testada pela primeira vez contra esses microrganismos. Os ensaios de IFD demostraram reduções significativas nas taxas de infecção por C. truncatum (46%), C. cassiicola (87%), S. sclerotiorum (95,5%) e R. solani (92%) em sementes de soja, e redução de 97,13% na severidade da doença causada pelo fungo P. pachyrhizi, a ferrugem asiática, em folhas de soja. Os resultados sugerem que a mistura de porfirinas catiônicas utilizada como FS, por meio da metodologia da IFD, pode ser uma alternativa aos atuais métodos de controle desses fitopatógenos. Nesse contexto, para estudar a composição de misturas desse tipo de porfirinas, desenvolvemos um método em cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) para separação e quantificação de seus precursores neutros meso-fenil/ piridinil substituídos. O método desenvolvido apresentou sensibilidade, seletividade, linearidade, precisão e exatidão adequadas, possibilitando a análise da composição de misturas de porfirinas obtidas a partir de reações de ciclocondensação utilizando pirrol, benzaldeído e a piridina-4-carboxaldeído, sob diferentes proporções de reagentes e tempos de reação.

Abstract: Soybean is one of the most consumed and produced grains in the world. Brazil has been the world's greatest producer of the grain. Diseases caused by phytopathogens are among the main causes of losses in crops, generating important economic impacts. The decrease in the effectiveness of fungicides used to control these diseases, due to the resistance of pathogens to these compounds, makes it necessary to search for new alternatives. In this sense, Photodynamic Inactivation (PDI), which consists of the association between a photosensitizer (PS), light and oxygen for the selective destruction of a microorganism, may be an option. Although this strategy is widely used in medicine, very little has been explored about this approach in the control of pathogens in agriculture. Porphyrins and their derivatives are among the PS used in PDI and recent studies have demonstrated the cytotoxicity of these compounds against phytopathogenic fungi. Thus, in the present work we evaluated the intervention by PDI in the fungi of importance in the soybean crop, Colletotrichum truncatum, Corynespora cassiicola, Sclerotinia sclerotiorum, Rhizoctonia solani and Phakopsora pachyrhizi, using a mixture of meso-1-methylpyridinium cationic porphyrins as PS, tested for the first time against these microorganisms. PDI assays showed significant reductions in infection rates by C. truncatum (46%), C. cassiicola (87%), S. sclerotiorum (95.5%) and R. solani (92%) in soybean seeds, and a 97.13% reduction in the severity of the Asian rust, disease caused by P. pachyrhizi, on soybean leaves. The results suggest that the mixture of cationic porphyrins used as PS, through the PDI methodology, can be an alternative to the current methods used for control of such phytopathogens. In this context, to study the composition of mixtures of this type of porphyrins, we developed a method of high performance liquid chromatography (HPLC) for the separation and quantification of their substituted meso-phenyl/pyridinyl neutral precursors. The developed method presented adequate sensitivity, selectivity, linearity, precision and accuracy, allowing the analysis of the composition of porphyrin mixtures obtained from cyclocondensation reactions using pyrrole, benzaldehyde and pyridine-4-carboxaldehyde, under different proportions of reagents and reaction times.