Endophytic fungi of Schinus terebinthifolius (Anacardiaceae) : taxonomy and characterization of antimicrobial activity

Abstract

Resumo: As plantas medicinais são fontes relevantes de novos compostos antimicrobianos e são colonizadas por fungos endofíticos, que parecem exercer um papel importante na produção dos metabolitos pela planta, uma vez que os extratos de plantas utilizadas na medicina tradicional podem ter parte de sua atividade como resultado desta interação. Da mesma forma, os fungos representam uma rica fonte de moléculas bioativas funcionais, sendo que as espécies endofíticas se destacam quanto a esta propriedade. Sendo assim, o objetivo central desta tese foi compreender a relação entre fungos endofíticos e o potencial antimicrobiano da planta Schinus terebinthifolius. Neste contexto, os fungos endofíticos isolados de folhas de S. terebinthifolius foram inicialmente identificados. Um total de 232 endofíticos fúngicos foram obtidos, e caracterizados por macro e micro morfologia, seguido por métodos moleculares, que permitiram a identificação oito tipos diferentes de gêneros Alternaria, Colletotrichum, Diaporthe, Epicoccum, Phyllosticta, Fusarium, Pestalotiopsis e Cryptococcus sp., com a introdução de um novo taxon descrito como Diaporthe foliar (CMRP1438). A avalição do potencial antimicrobiano destes isolados revelou que os extratos brutos de Diaporthe terebinthifolii (CRMP1430 e CRMP1436) apresentaram a melhor ação contra patógenos de origem bacteriana e fúngica. Além disso, as linhagens Diaporthe malorum (CRMP1321 e CRMP1330) e Diaporthe foliar (CRMP1429 e CRMP1438) foram as que apresentaram atividade antifungica expressiva frente as leveduras Candida albicans. A partir da identificação das linhagens com maior potencial antimicrobiano foram realizados diversos bioensaios com o objetivo de induzir e otimizar a produção de metabólitos secundários entre esses fungos endofiticos. Para isto, foram adotadas estratégias OSMAC (uma linhagem vários compostos), utilizando dois tipos de modificadores epigenéticos selecionados para induzir a produção de metabólitos. Os extratos D. terebinthifolii e D. malorum gerados apresentaram um perfil de atividade antimicrobiana similar aos extratos obtidos na ausência dos indutores. Uma caracterização química destesextratos foi conduzida visando identificar as alterações decorrentes da indução. Em síntese, um banco biológico de dados foi construído e após a purificação e identificação dos extratos um novo espectro de dados tanto de origem natural e ou originados por indução da produção de metabólitos podem ser elucidados. Palavras-chave: Endofíticos, metabólitos fungicos e bioprospecção

Abstract: Medicinal plants are relevant sources of new antimicrobial compounds and are colonized by endophytic fungi which appear to play an important role in the production of the plant metabolites., since that, Plant extracts used in traditional medicine may have part of their activity as a result of this interaction. Likewise, fungi represent a rich source of functional bioactive molecules, and the endophytic species stand out for this property. Thus, the main objective of this thesis is to understand the relationship between endophytic fungi and the antimicrobial potential of the Schinus terebinthifolius plant. In this context, endophytic fungi isolated from leaves of the S. terebinthifolius plant were initially identified. A total of 232 endophytic fungal specimens were obtained, characterized by macro and micro morphology followed by molecular methods allowing identification of eight different genera: Alternaria, Colletotrichum, Diaporthe, Epicoccum, Phyllosticta, Fusarium, Pestalotiopsis and Cryptococcus sp., with introduction of a new taxon described as Diaporthe foliar (CRMP1438). The antimicrobial potential evaluation of these isolates revealed that the crude extracts of Diaporthe terebinthifolii (CRMP1430 and CRMP1436) presented the best action against pathogens of bacterial and fungal origin. In addition, Diaporthe malorum strains (CRMP1321 and CRMP1330) and Diaporthe foliar (CRMP1429 and CRMP1438) were the ones that presented expressive activity against yeast Candida albicans. From the identification of the strains with greater antimicrobial potential, a variety of bioassays were performed to induce and optimize the production of secondary metabolites; among these is endophytic fungi. OSMAC strategies approach (one strain many compounds) was adopted, using two types of epigenetic modifiers selected to induce the production of metabolites. The new extracts generated in large scale from D. terebinthifolii and D. malorum presented a similar profile of antimicrobial activity in comparison with the previous extract obtained in the inducers absence. A chemical characterization of these new extracts was conducted, aiming to identify the changes resulting from the induction. In synthesis, a biological database was built. Therefore, after the purification and identification of the extracts, a new spectrum of natural data and or originated by induction of the production of metabolites can be elucidated. Key words: Endophytic, fungal metabolites and bioprospecting