Arbuscular mycorrhizal fungi and the occurrence of flavonoids in roots of passion fruit seedlings

Abstract

Composition and the role of root flavonoids in the regulation of mycorrhizal symbiosis are still poorly understood. Several flavonoids stimulate spore germination, mycelia growth and root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), and both root colonization and flavonoid composition are affected by plant nutritional status. Effects of AMF on the occurrence and content of aromatic secondary metabolites in the roots of passion fruit seedlings grown under two levels of phosphorus (P) fertilization (10 and 50 mg kg -1 of phosphorus) was studied. Seedlings were inoculated with Glomus clarum and a population of native fungi from a passion fruit plantation. Methanolic extracts of passion fruit seedlings roots were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). It was recorded the occurrence of several compounds, possibly flavonoids, with seven major peaks. The root contents of the compound with a retention time of 4.5 minutes, varied in response to the root colonization by different mycorrhizal fungi, and the contents of two compounds with retention times of 3.4 and 18.9 minutes varied due to the poor plant growth and nutritional status. Passion fruit seedlings have several aromatic compounds, and their contents were correlated with root colonization by different mycorrhizal fungi, the reduced seedling growth due to nutritional stress, and/or the plant defense responses to the fungi. Key words: phenolic compounds, mycorrhizal plants, phosphorus nutrition FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES E A OCORRÊNCIA DE FLAVONÓIDES EM RAÍZES DE MUDAS DE MARACUJAZEIRO AMARELORESUMO: Os flavonóides nas raízes e seu papel na regulação da simbiose com fungos micorrízicos não são bem conhecidos. Vários flavonóides estimulam a germinação de esporos, crescimento micelial e colonização micorrízica. Ambos, a colonização micorrízica e a composição de flavonóides nas raízes são afetados pelo estado nutricional da planta. Avaliou-se o efeito de fungos micorrízicos arbusculares sobre a ocorrência e concentração de substâncias, possivelmente metabólitos aromáticos secundários pertencentes à classe dos flavonóides, em raízes de mudas de maracujazeiro amarelo, crescidas sob dois níveis de fósforo (10 e 50 mg kg -1). As mudas foram inoculadas com Glomus clarum e uma população nativa de fungos micorrízicos de um plantio de maracujá do município de São João da Barra, RJ. Extratos de raízes em metanol foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência. Os cromatogramas mostraram a ocorrência de diversos compostos, possivelmente da classe dos flavonóides, diferenciados no cromatograma em sete picos principais. Foi observado que os conteúdos nas raízes do composto com tempo de retenção de 4,5 minutos, variou em função da colonização micorrízica pelas diferentes espécies de fungos e o conteúdo dos dois compostos com tempo de retenção de 3,4 e 18,9 minutos, variou com o baixo crescimento da planta e o estresse nutricional. Mudas de maracujazeiro apresentam diversos compostos aromáticos, possivelmente da classe dos fl...

Antimicrobial and phytochemical potentials of arbuscular mycorrhizal fungi in Nigeria

“…Also, only ethanolic extract of G. clarum was negative for the presence of steroids, while methanolic and distilled water extract of G. clarum, and distilled water extract of G. gigantea were positive for the presence of flavonoids. The occurrence of flavonoids is a confirmation of the results of Soares et al (2005) and Edeoga et al (2005) which indicates the medicinal and bioactive properties of G. clarum and G. gigaspora Plate 2. Inhibition of growth of P. vulgaris by methanolic extract of G. clarum using disc-diffusion method.…”

Efeito de fungos micorrízicos arbusculares na bioprodução de fenóis totais e no crescimento de Passiflora alata Curtis

“…Para o tratamento inoculado com G. etunicatum, a redução no teor de fenóis totais com a adição de fósforo pode estar relacionada com a diminuição da colonização micorrízica nas raízes por esta espécie de fungo (Tabela 2), pois, segundo Moreira & Siqueira (2002), plantas inoculadas com fungos podem estimular a síntese da enzima fenilalanina amonialiase, que regula a produção dos metabolitos formados pela via do chiquimato, resultando no aumento da síntese dos compostos fenólicos. Soares et al, (2005), trabalhando com plantas de Passiflora edulis inoculadas com FMAs, observaram o incremento de compostos fenólicos nas raízes, possivelmente flavonoides, nos tratamentos inoculados com inoculo nativo e G. clarum e adubados com 50 mg kg -1 de P. Freitas et al, (2004a) verificaram em plantas de Baccharis trimera que a inoculação com G. etunicatum proporcionou incrementos nos teores de fenóis totais nas folhas.…”

“…Todos os tratamentos inoculados com FMAs apresentaram conteúdos de K maiores que o tratamento sem fungo (Tabela 4). Observou-se que o tratamento inoculado com G. etunicatum e sem adição de P, onde se verificou a maior produção de massa da matéria seca (Tabela 2), proporcionou incrementos de 1.500% no conteúdo de K em relação ao tratamento sem fungo e sem P. Soares et al, (2005), trabalhando com Passiflora edulis inoculado com FMAs e dose de P (10 e 50 mg kg -1 ), observaram que não ocorreram diferenças significativas no conteúdo de K entre as mudas inoculadas, para a dose 10 mg kg -1 , porém o conteúdo de K da parte aérea em relação ao controle (sem fungo e 10 mg kg -1 ) aumentou em 356, 409 e 419% para inóculo nativo, G. clarum e G. fasciculatum, respectivamente. Corroborando Freitas et al, (2008), trabalhando com Mentha arvensis L. micorriza e fósforo, observaram que o conteúdo de K na parte aérea da menta foi influenciado tanto pelos tratamentos microbiológicos quanto pelas doses de fósforo.…”

Production of Arbuscular Mycorrhizal Fungi using In vitro Root Organ Culture and Phenolic Compounds

“…As observed in results section, catechin anhydrous, which is a flavonoid compound, caused the most significant increase in both mycorrhizal root colonization and abundance of arbuscules. Strengthen this observation; Soares et al 39 reported that several flavonoids enhance germination of spores, mycelia growth and colonization of roots by AMF. Quercetin increased spore germination, hyphal elongation, and hyphal branching in Glomus etunicatum.…”