Seasonal change in main alkaloids of jaborandi (Pilocarpus microphyllus Stapf ex Wardleworth), an economically important species from the Brazilian flora.
Pilocarpus microphyllus Stapf ex Wardleworth (jaborandi, Rutaceae) is one of the most important Brazilian medicinal species owing to its content of pilocarpine (PIL), an alkaloid used for treating glaucoma and xerostomia. This species contains another alkaloid, epiisopiloturine (EPI), which has demonstrated effectiveness against schistosomiasis. The aim of this work was to assess seasonal changes of PIL and EPI in three populations of cultivated P. microphyllus from northeastern Brazil over one year, including the dry and rainy seasons. Alkaloid profiles were correlated to phenotypic and genetic patterns in the morphological and molecular characterizations. PIL was the primary alkaloid and its levels differed among populations in all months except September. The S01 population (green line) showed an especially high PIL content compared to populations S02 and S03 (traditional line), which had similar alkaloid contents. PIL content gradually decreased in the three populations in the rainy season.EPI content was significantly different between the green line (S01) and the traditional line (S02 and S03).S01 had a significantly lower EPI content in all months, demonstrating that it was not the best source for EPI extraction. Inter simple sequence repeat (ISSR) markers and morphological analyses clearly separated S01 from S02 and S03, in agreement with the alkaloid results. This study shows the first correlation between the chemical, morphological, and molecular markers of P. microphyllus and highlights the potential benefits of a multidisciplinary research approach aimed at supporting both industry and conservation of natural resources.
Núcleo de Pesquisa em Biodiversidade e Biotecnologia, Campus Ministro Reis Velloso, Universidade Federal do Piauí, Parnaíba, Piauí, Brazil.|Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Vale do São Francisco, Paulo Afonso, Bahia, Brazil.|Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Rede Nordeste de Biotecnologia, Universidade Federal do Piauí, Teresina, Piauí, Brazil.
David Fernandes
DF
Lima
Núcleo de Pesquisa em Biodiversidade e Biotecnologia, Campus Ministro Reis Velloso, Universidade Federal do Piauí, Parnaíba, Piauí, Brazil.
Luiza Ianny
LI
de Lima
Grupo de Pesquisa em Ciências Naturais e Biotecnologia, Universidade Federal do Maranhão, Grajaú, Maranhão, Brazil.
Jefferson Almeida
JA
Rocha
Núcleo de Pesquisa em Biodiversidade e Biotecnologia, Campus Ministro Reis Velloso, Universidade Federal do Piauí, Parnaíba, Piauí, Brazil.
Ivanilza Moreira
IM
de Andrade
Núcleo de Pesquisa em Biodiversidade e Biotecnologia, Campus Ministro Reis Velloso, Universidade Federal do Piauí, Parnaíba, Piauí, Brazil.|Requimte-Laqv, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Porto, Portugal.
Liliana Gonçalves
LG
Grazina
Núcleo de Pesquisa em Biodiversidade e Biotecnologia, Campus Ministro Reis Velloso, Universidade Federal do Piauí, Parnaíba, Piauí, Brazil.|Requimte-Laqv, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Porto, Portugal.
Caterina
C
Villa
Núcleo de Pesquisa em Biodiversidade e Biotecnologia, Campus Ministro Reis Velloso, Universidade Federal do Piauí, Parnaíba, Piauí, Brazil.|Requimte-Laqv, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Porto, Portugal.
Liliana
L
Meira
Núcleo de Pesquisa em Biodiversidade e Biotecnologia, Campus Ministro Reis Velloso, Universidade Federal do Piauí, Parnaíba, Piauí, Brazil.
Leiz Maria Costa
LM
Véras
Departamento de Estatística e Experimentação Agronômica, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz - Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brazil.
Iábita Fabiana Sousa
IF
Azevedo
Departamento de Estatística e Experimentação Agronômica, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz - Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brazil.
Adriele Giaretta
AG
Biase
Requimte-Laqv, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Porto, Portugal.
Joana
J
Costa
Requimte-Laqv, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Porto, Portugal.
Maria Beatriz P P
MB
Oliveira
Requimte-Laqv, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Porto, Portugal.
Isabel
I
Mafra
Faculdade de Medicina, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil.
José Roberto de Souza de Almeida
http://orcid.org/0000-0003-2260-6452
JR
Leite
D015107:4-Butyrolactone / Q000031:analogs & derivatives / Q000032:analysis; D000470:Alkaloids / Q000032:analysis*; D001938:Brazil; D018744:DNA, Plant / Q000235:genetics; D005828:Genetics, Population; D007093:Imidazoles / Q000032:analysis; D018895:Microsatellite Repeats; D010862:Pilocarpine / Q000032:analysis; D032103:Pilocarpus / Q000033:anatomy & histology / Q000737:chemistry* / Q000235:genetics; D018515:Plant Leaves / Q000033:anatomy & histology / Q000737:chemistry / Q000235:genetics; D010946:Plants, Medicinal / Q000033:anatomy & histology / Q000737:chemistry* / Q000235:genetics; D012621:Seasons
D000470:Alkaloids; D018744:DNA, Plant; D007093:Imidazoles; C575691:epiisopiloturine; D010862:Pilocarpine; D015107:4-Butyrolactone