Estudos metabolômicos entre interações da rizosfera de Senna spectabilis e rizobacterias associadas

Abstract

Nowadays, advanced technologies are developed for the discovery of unexplored natural sources (e.g. rhizosphere microbial interaction and marine organisms), targeting new chemotherapeutic agents. In this work, Senna spectabilis’s seedlings were cultivated in hydroponic environment, and its rhizosphere’s microflora collected at three different stages of the plant’s development. It was possible to isolate 51 bacterias and 129 fungi and, after identification by phylogenetic (16S rRNA), was determined the main genders, such as Shigella, Pseudomonas, Stenotrophomonas, Bacillus, Burkholderia, Pseudoxanthomonas, Arthrobacter, Achromobacter and Rhizobiu. We chose three of bacterias, coded as CSP-50a, CSP-52b and CSP- 53b, for kinetic’s studies, aiming the comparison between the bacteria growth and the production of metabolites. This analysis showed that they reached the stationary phase at an average of 40 hours, when the production of secondary metabolites started. To characterize those metabolites, the three strains were grown on liquid nutrient medium at 25°C under agitation to achieve the phase of interest, followed by liquid-liquid partition with ethyl acetate. Analysis by mass spectrometry was performed aiming the detection and characterization of the major metabolites. It was possible to detect 08 compounds and identify 02. Metrophene acid, as well as an isomeric formamide series were detected. Additionally the formamides were also confirmed by the use of a preliminary methodology using NMR dereplication tool.

Atualmente, avançadas tecnologias têm sido desenvolvidas para a exploração de fontes naturais pouco exploradas (exemplo: rizosfera e suas interações microbianas e organismos marinhos), visando novos agentes quimioterapêuticos. Neste trabalho, plântulas de Senna spectabilis foram cultivadas em hidroponia, com coleta da microflora da rizosfera realizada em três tempos diferentes de desenvolvimento do vegetal. No total, foi possível o isolamento de 51 bactérias e 129 fungos e, após identificação por filogenia (16S rRNA), encontrou-se, como principais gêneros: Shigella, Pseudomonas, Stenotrophomonas, Bacillus, Burkholderia, Pseudoxanthomonas, Arthrobacter, Achromobacter e Rhizobiu. Foram escolhidas três bactérias, codificadas como CSP-50a, CSP-52b e CSP-53b, para o estudo cinético bacteriano, visando à relação do crescimento com a produção metabólica. A análise mostrou que as bactérias atingiram a fase estacionária em 40 horas, período em que há produção de metabólitos secundários. Para a caracterização dos metabólitos, as três linhagens foram inoculadas em meio líquido Nutriente à 25 °C, sob agitação e, ao atingir a fase de interesse, foi realizada partição líquido-líquido com acetato de etila. Os extratos foram analisados por espectrômetria de massas visando a detecção e caracterização dos metabólitos majoritários. Foi possível detectar 08 compostos e identificar 02. Dentro desse o ácido metropheno e, uma uma série isomérica de amidas e formamidas foram evidenciadas. Adicionalmente, a presença da série foi também confirmada através de uso de uma metodologia de desreplicação preliminar utilizando RMN.