Anatomia, histoquímica e densidade de tricomas de variedades de Humulus lupulus L. sob manejo orgânico e convencional

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Data

2021-02-25

Autores

Campos, Olivia Pak

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O lúpulo é atualmente cultivado quase que exclusivamente para fabricação de cerveja. O Brasil é o terceiro maior produtor mundial da bebida, contudo é grande importador de lúpulo, devido à ausência de cultivo nacional estabelecido. O interesse pelo lúpulo está nos cones (inflorescências femininas), onde estão presentes as estruturas sintetizadoras de lupulina, que é composta por resinas, compostos fenólicos e óleos essenciais, responsáveis pelas propriedades bioativas. Fatores ambientais influenciam teores dos compostos bioativos, tanto quanto a variedade e condições de cultivo. A anatomia de estruturas secretoras vegetais possibilita entender o funcionamento da planta e assim desenvolver técnicas para incremento na produção. Sendo assim, O objetivo deste trabalho foi descrever morfologicamente a parte aérea do lúpulo, identificar tricomas que ocorrem na inflorescência e avaliar a densidade e anatomia dos tricomas peltados, determinar o teor de óleo essencial e compostos fenólicos totais de cinco variedades de lúpulo cultivadas sob manejo orgânico e convencional na cidade de Botucatu – SP, a fim de gerar informações que subsidiem o cultivo de lúpulo no estado de São Paulo. O experimento foi conduzido em delineamento em blocos casualizados, em parcelas subdivididas 2 x 5, sendo fator principal: sistemas de cultivo; e fator secundário: variedades. Para descrição morfológica foram feitos registros fotográficos e descritas as características da planta. O comprimento dos cones foi obtido através da média de 30 amostras. Para identificação de tricomas e densidade de tricomas peltados foram feitas micrografias em microscópio eletrônico de varredura (MEV). Para anatomia e histoquímica, amostras de cones foram fixadas em formalina neutra tamponada, e processadas seguindo as técnicas usuais de anatomia vegetal e submetidas a corantes e reagentes. O óleo essencial foi obtido por hidrodestilação em aparato tipo Clevenger, cujo rendimento foi determinado com base na matéria seca. O teor de compostos fenólicos foi determinado pelo método espectrofotométrico de Folin-Ciocalteau. Os resultados obtidos mostraram que os tratamentos não influenciaram o comportamento morfológico das plantas, porém, maiores médias de comprimento de cones foram observadas em sistema orgânico nas variedades Cascade e Chinook. Foram identificados três tipos de tricomas na inflorescência: tector, glandular peltado e glandular bulboso, independente dos tratamentos utilizados. Para densidade de tricomas nas brácteas, houve diferença apenas entre variedades, onde, a ‘Cascade’ apresentou maior média e a ‘Hallertau Mittelfrueh’ menor. Para densidade de tricomas nas flores houve interação significativa entre os sistemas e variedades, com exceção da ‘Nugget’, as variedades apresentaram médias superiores em manejo orgânico, com destaque para ‘Hallertau Mittelfrueh’ e ‘Chinook’. A análise histoquímica revelou presença de polissacarídeos, amido, lipídeos, compostos fenólicos e proteínas nos tricomas peltados. Quanto ao teor de óleo essencial não houve interferência dos sistemas de produção, entretanto houve das variedades, a ‘Hallertau Mittelfrueh’ apresentou menores teores. Para compostos fenólicos não houve diferença significativa. Foram verificadas correlações positivas entre densidade de tricomas nas brácteas com teor de óleo essencial, densidade de tricomas nas flores com teor de compostos fenólicos, teor de óleo essencial com teor de compostos fenólicos, e comprimento de cone com teor de compostos fenólicos. De maneira geral, nas condições estudadas, se destacam as variedades Chinook e Cascade, e o sistema orgânico de produção.
Hop is currently grown almost exclusively for the brewing industry. Brazil is the third largest producer of beer of the world, however is a big importer of hop, due to the lack of established national cultivation. The interest in hop is related to the cones (female inflorescences), where the synthesizing structures of lupulin are present, which is composed of resins, phenolic compounds and essential oils, which are responsible for bioactive properties. Environmental factors influence contents of bioactive compounds as much as the variety and conditions of cultivation. The anatomy of plant secretory structures makes possible to understand the functioning of the plant and thus develop techniques for increasing production. Thus, the aim of this work was to describe morphologically the aerial part of the hop, identify, evaluate the density and anatomy of the trichomes that occur in the inflorescence, determine essential oil content and total phenolic compounds of five hop varieties cultivated in organic and conventional systems in the city of Botucatu - SP, to generate information that subsidizes hops growing in the state of São Paulo. The experiment was conducted in completely randomized design, in 2 x 5 split-plot, being the main factor: cultivation systems, and the secondary factor: varieties. For morphological description, photographic records were made and the characteristics of plant were described. The length of cones was obtained by averaging 30 samples. For identification of trichomes and density of glandular peltate trichomes, were made micrographs of scanning electron microscopy (SEM). For anatomy and histochemistry cones samples were fixed in FNT, and processed following the usual techniques of plant anatomy and subjected to dyes and reagents. The essential oil was obtained by hydrodistillation in Clevenger apparatus, whose yield was determined based on dry matter. The phenolic compounds content was determined using the Folin-Ciocalteau spectrophotometric method. The results obtained showed the treatments did not influence the morphological behavior of the plants, however, higher mean cones lengths were observed in the organic system, and in the varieties Cascade and Chinook. Three types of trichomes were identified: tector, glandular peltate and glandular bulbous, regardless of the treatments. For trichome density in bracts, was a difference only between varieties, where ‘Cascade’ had a higher average and ‘Hallertau Mittelfrueh’ less. Regarding density of trichomes in flowers, there was a significant interaction between systems and varieties, except 'Nugget', the varieties show higher averages in organic system, with emphasis on 'Hallertau Mittelfrueh' and 'Chinook'. Histochemical analysis revealed the presence of polysaccharides, starch, lipids, phenolic compounds and proteins in the glandular peltate trichomes. For essential oil content, was no difference between the systems, however was between the varieties, in both systems the ‘Hallertau’ showed lower levels. For phenolic compounds was no significant difference. Positive correlations were observed between density of trichomes in bracts with essential oil content, density of trichomes in flowers with phenolic compounds content, essential oil content with phenolic compounds content, and cone length with phenolic compounds content. In general, under the conditions studied, the Chinook and Cascade varieties, and the organic production system stood out.

Descrição

Palavras-chave

Bioativos, Lupulina, Lúpulo, Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Morfologia, Bioactive, Hop, Lupulin, Scanning electron microscopy (SEM), Morphology

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