Abordagem metabolômica no estudo de compostos fenólicos de genótipos de guabiju (Myrcianthes pungens (O. Berg) D. Legrand)

Abstract

As frutas nativas do Rio Grande do Sul, com destaque para as Mirtáceas, vêm sendo estudadas devido ao seu potencial na agricultura e para a saúde dos consumidores. Dentre estas frutas, o guabiju se destaca pela alta concentração de compostos fenólicos (CF), os quais possivelmente contribuem para as propriedades funcionais, sensoriais e de defesa da planta. Neste trabalho, os CF de sete genótipos de guabiju foram analisados e uma abordagem metabolômica direcionada foi aplicada para explorar as suas similaridades e diferenças em relação a esses metabólitos. Sessenta e sete compostos fenólicos foram encontrados em todos os genótipos, os quais estão classificados em seis classes: ácidos fenólicos, taninos hidrolisáveis, flavan-3-óis, flavonóis, antocianinas e taninos condensados. Cerca de 80% desses compostos foram encontrados pela primeira vez no guabiju, com destaque para os ácidos galoilquínicos, encontrados na forma mono-, di- e trigaloilquínico. Além desses, elagitanos (taninos hidrolisáveis), derivados do hexahidroxidifenoil-glucose (HHDP) foram encontrados pela primeira vez no guabiju. Um total de vinte e quatro CF foram quantificados, dos quais os ácidos di-O-galoilquinico (701 a 1324 g g-1 em massa seca), tri-O-galoilquínico (572 a 973 g g-1), malvidina 3-O-glicosídeo (696 a 1448 g g-1) e cianidina 3-O-glicosídeo (799 a 1319 g g-1) são os majoritários. A análise dos CF quantificados através de agrupamento hierárquico e análise de componentes principais (ACP) permitiu agrupar os genótipos em sete grupos de acordo com a sua composição fenólica. Através da análise do coeficiente de Silhouette foi possível inferir onze compostos fenólicos como os mais importantes nos agrupamentos e na diferenciação dos genótipos, dos quais nós destacamos seis (em ordem decrescente de importância): epicatequina, catequina, galato de (epi)galocatequina II, ácido di-O-galoilquínico, tri-O-galoilquínico, ácido tri-O-galoilquínico e delfinidina 3-O-glicosídeo. Por fim, nossos achados foram relacionados com os resultados obtidos por outro grupo de pesquisadores analisando a resistência dos mesmos genótipos de guabiju afetados pela ferrugem causada pelo fungo Austropuccinia psidii. Foi possível hipotetizar que as diferentes sensibilidades dos genótipos à doença estão relacionadas à combinação única desses CF destacados em cada genótipo. Por exemplo, o genótipo G05, muito bem separado dos demais genótipos em relação à sua composição fenólica, foi o menos afetado pela infestação fúngica, enquanto que os genótipos G03 e G09 foram os mais afetados.

The native fruits from Rio Grande do Sul state, emphasizing the Myrtaceae family, have been studied due to their potential in agriculture and public health. Guabiju is one of them and stands out because of the high concentration of phenolic compounds (PC), which possibly contribute to the functional, sensory, and self-defense properties of the plant. In this study, guabiju seven genotypes PC were analyzed and a targeted metabolomics approach was applied to explore similarities and differences in these metabolites. Sixty-seven phenolic compounds were found in all genotypes, which are classified into six classes: phenolic acids, hydrolysable tannins, flavan-3-ols, flavonols, anthocyanins, and condensed tannins. About 80% of these compounds were found for the first time in guabiju, highlighting galloylquinic acids found as mono-, di-, and trigalloylquinic. Ellagitannins (hydrolyzable tannins), derived from hexahydroxydiphenoyl-D-glucose (HHDP), were identified for the first time in guabiju as well. Twenty-four PC quantified as the majority are di-O-galloylquinic acid (701 to 1324 g g-1 in dry weight), tri-O-galloylquinic acid (572 to 973 g g-1), malvidin 3-O-glucoside (696 to 1448 g g-1), and cyanidin 3-O-glucoside (799 to 1319 g g-1). The analysis of PC quantified through hierarchical clustering and principal component analysis (PCA) allowed to group the genotypes into seven clusters according to their phenolic composition. Based on the Silhouette Index, it was possible to select eleven phenolic compounds as the most important in the clustering and differentiation of genotypes, of which we highlight six (in decreasing order of importance): epicatechin, catechin, (epi)gallocatechin gallate II, di-O-galloylquinic acid, tri-O-galloylquinic acid, and delphinidin 3-O-glucoside. Finally, our findings were related to the results obtained by another group of researchers analyzing the resistance of the same guabiju genotypes affected by rust caused by Austropuccinia psidii. We hypothesize that the different genotypes' sensitivities to the disease are related to the unique combination of these FC highlighted in each genotype. For example, the G05, very well separated from the other genotypes in terms of its phenolic composition, was the least affected by fungal infestation, while the G03 and G09 genotypes were the most affected.