Università degli studi di Napoli Federico II Progetto Lauree Scientifiche-CHIMICA Metaboliti secondari ad attività allelopatica da Bermuda buttercup Stagista: Anna Cioce Prof.ssa: Marina Della Greca (ITIS Giordani-Napoli) Prof.: Armando Zarrelli Dipartimento di Chimica Organica e Biochimica Complesso Universitario Monte S. Angelo-Via Cinthia-Napoli

Le piante si difendono mediante strategie: fisico-morfologiche: Cutinizzazione Spine Periderma Peli

Le piante si difendono mediante strategie: chimiche, basate sulla produzione e rilascio di metaboliti secondari.

Allelopatia Molisch1 la definì come: “l’azione positiva o negativa di una specie vegetale sulla germinazione, la crescita e lo sviluppo di altre specie vegetali” e Rice2 aggiunse: ” …attraverso la produzione di composti chimici liberati nell’ambiente circostante”. 1- Molisch H. (1937). Deir Einflus einer Pflanze auf die andere Allelopathie, Fisher, Jena. 2- Rice E. F. (1984). Allelopathy, Academic Press, New York.

pianta-microorganismo7 Harborne Interazione animale-animale5 Interazione pianta-animale6 Metaboliti secondari3,4 Interazione pianta-microorganismo7 Interazione pianta-pianta8 6- Torssell, K.B.G. (1997) Natural Product Chemistry, p. 54. 7- Dewick, P.M. (1984). Natural Products Reports 1, 459. 8- Galindo J.C.G., et al. (1999). Phytochemistry 52, pp. 805813. 3- Mann, J. (1987). Secondary Metabolism. pp. 1, 324-325. 4- Harborne, J. B. (1993). Natural Product Rep. (10) 327. 5- Kinnel R.B. et al. (1979). Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 76, 3576.

Liberazione dei metaboliti Volatilizzazione12 Lisciviazione11 Decomposizione10 Essudazione9 9-Rovira. A.D. (1969). Plant root exudates. Bot. Rev. 35:35-39. 11-Patrick, Z.A. (1964). Phytopatology 2, 267-292. 10-Turner, B.H., Quaterman, E. (1975). Ecology 56, 924-932 12- Rice (1984). Allelopathy. Accademic Press. Florida

ERBICIDI SINTETICI 13,14 13-Romagni J. G., Duke S. O., Dayan F. E. (2000). Inhibition of asparagine Synthetase by 1,4-cineole, the key to the mode of action of cinmethylin. Plant Physiol. 123, 725-732. 14-Romagni J. G., Duke S. O., Dayan F. E. (2000). Allelopathic effects of volatile cineoles on two weedy plant species. Journal Chemical Ecology 26, 303-313.  

Bermuda battercup

Infusione 7 gg. T. ambiente STUDIO CHIMICO: Schema di frazionamento Foglie fresche (20 kg) Infusione 7 gg. T. ambiente H2O-CH3OH CH3OH Acqua/acetone 1:1 Amberlite XAD-2 (56 mg) fase acquosa Composto 1 CH3COCH3 Centrifugazione Cromatogr. Gel di silice Cromatogr. Flash EP/(CH3)2CO 3:1 Materiale glicoproteico 9 frazioni da frazione 3

Cromatografia su colonna

HPLC RP-18 CH3OH/CH3CN/H2O 5:1:4 (2 mg) (7 mg) CH2Cl2/CH3OH 1:1 composto 2 composto 3 da frazione 6 HPLC RP-18 CH3OH/H2O 1:1 CH2Cl2/CH3OH 4:1 CH2Cl2/CH3OH 1:1 da frazione A9 CH2Cl2/EtOAc/CH3COOH 49:49:2 da frazione 8 da frazione 13 Da frazioni H (A1-A13) Cromatogr. Gel di silice HPLC RP-18 CH3OH/H2O 1:1 Cromatogr. Gel di silice 8 frazioni (A-H) (CH3)2CO/ CH3OH 7:3 (5 mg) composto 10 CH2Cl2/(CH3)2CO 2:1 EP/(CH3)2CO 4:1 da frazione A da frazione D (27 mg) HPLC RP-18 CH3OH/CH3CN/H2O 5:1:4 composto 5 Cromatogr. Flash EP/(CH3)2CO 7:3 (5 mg) composto 4 (10 mg) (12 mg) composto 7 (21 mg) (9 mg) composto 6 composto 8 composto 9

Esteri cinnammici 1-7 Flavoni 8-11 8 9 10 11

MS; Peso Molecolare 330 IR; presenza di OH (3302 cm-1), di COOR (1730 cm-1) 1H-NMR: 18 protoni; 12 tipi diversi 13C-NMR: 18 carboni; 15 tipi diversi

Saggi di fitotossicità in vitro15 Lactuca sativa L. Tampone MES 10 mM pH 6 DMSO 5 mL per mL di MES Metaboliti (10-4-10-7 M) Temperatura d’incubazione 25°C per cinque giorni 15-Macias, F. A. et al. (2000) . Journal Agric. Food Chemistry. 48, 25122521.

radice ipocotile

Lunghezza della radice (% rispetto al controllo) Germinazione (% rispetto al Controllo) Lunghezza della radice (% rispetto al controllo) Allungamento dell’ ipocotile (% rispetto al controllo)

Conclusioni Lo studio chimico di Bermuda buttercap. ha portato all’ isolamento di 11 composti. I saggi di fitotossicità su Lactuca sativa L. hanno mostrato risultati interessanti per ciò che riguarda il composto 7: un dato positivo, anche se preliminare, nell’ ottica di una ricerca che mira ad ottenere, da organismi vegetali, molecole attive biologicamente, potenzialmente impiegabili come pesticidi.