miércoles, 30 de noviembre de 2016

como funciona el sistema inmunitario e inducir defensas naturales de las plantas



Con la idea de hacer más accesibles los conceptos relativos a la sanidad vegetal, Grupo Agrotecnología acaba de editar un póster didáctico en el que explica cómo funciona el sistema inmunitario de las plantas y cómo se pueden llegar a inducir sus defensas naturales con el objetivo de tener un cultivo más sano.

El póster recoge, paso a paso, qué ocurre en una planta desde el momento en el que percibe una amenaza (elicitor; en ese momento la planta emite una señal de alarma que genera las reacciones de defensa, o lo que es lo mismo, que activa su sistema inmunológico. Estas defensas pueden ser de tipo estructural: engrosan su cutícula, presentan pelos o ceras, etc. Constitutivo, sintetizando proteínas internas a la planta para disuadir al patógeno. Químico; sintetízan proteínas anticuerpos, como pueden ser las fitoalexinas, producidas cuando el patógeno se ha hospedado en la planta o la Respuesta Hipersensible, con la muerte de las células afectadas por el patógeno.

En el caso de la defensa química, ésta se basa en las fitoalexinas, que son, por decirlo de alguna manera, los anticuerpos de las plantas y que, aunque no se encuentran habitualmente en las células vegetales, se producen de forma muy rápida en presencia de una amenaza. El único problema es que, ante situaciones de estrés, la planta no produce esas fitoalexinas con la rapidez necesaria y ahí es donde entran en juego las vacunas vegetales.

Las vacunas vegetales inducen o activan las defensas naturales de las plantas mediante la aplicación de elicitores externos, es decir, induciéndoles la amenaza, en la superficie foliar o en el suelo. Estos elicitores, compuestos por carbohidratos, proteínas y pequeñas moléculas, son capaces de actuar como inductores de defensa, provocando la producción, el incremento y el almacenamiento de las fitoalexinas, es decir, de los anticuerpos. De este modo, se prepara a la planta para combatir los hongos y bacterias patógenos.

Por su parte, los fitofortificantes compuestos de extractos vegetales aprovechan los mecanismos de defensa de las plantas para defenderse de hongos y enfermedades, con la ventaja de que no producen resistencias, no presentan toxicidad contra los humanos o animales y no son nocivos para el medio ambiente.




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lunes, 7 de noviembre de 2016

Psidium guajava L. leaves

Hojas de Psidium guajava L




Rafael Rodríguez Amado; Ariadna Lafourcade Prada; Liana Pérez Rondón
Departamento de Farmacia. Universidad de Oriente. Cuba.
 
 

RESUMEN
Introducción: la especie Psidium guajava L., se utiliza tradicionalmente como antidiarreico. Los pacientes rechazan la tintura 20% en las diarreas por su sabor desagradable.
Objetivo: evaluar el estado del arte en la utilidad de los extractos de las hojas de esta especie.
Métodos: se realizó una extensa revisión en bases de datos internacionales. Se revisaron las bases HighWire, DOAJ, EBSCO, Scielo, Scopus, Chemical abstract, Medline, PudMed, Pharmaceutical Abstract entre los años 1753 y 2012.
Resultados: se reporta la composición química y existen ensayos preclínicos y clínicos que confirman actividad antidiarreica. No se reportan efectos tóxicos. Existen pocas formas farmacéuticas para esta especie.
Conclusiones: las hojas de guayaba son inocuas. Hay que realizar más estudios para garantizar la eficacia. Se deben preparar otras variantes terapéuticas para su uso como antidiarreico.
Palabras clave: Psidiun guajava, guayaba, antidiarreico, guayaba preparaciones.

ABSTRACT
Introduction: the s Psidium guajava L. species (guava), is used traditionally as antidiarrheal. The patients reject the 20 % tincture because of its unpleasant flavor.
Objective: to evaluate the state of the art in the usefulness of the guava leaf extracts.
Methods: an extensive review of the national and international databases such as HighWire, DOAJ, EBSCO, Scielo, Scopus, Chemical abstract, Medline, PudMed Pharmaceutical Abstract from 1753 to 2012.
Results: the chemical composition of the guava leaves was reported. There are preclinical and clinical assays that confirm their antidiarrheal effect. No toxic effects were reported. The pharmaceutical forms of this species are limited.
Conclusions: the leaves of this plant are innocuous. It is necessary to conduct more studies to guarantee the effectiveness of this species. Other therapeutic variants of this species should be prepared to use them as antidiarrheal agents.

Keywords: Psidiun guajava, guava, antidiarrheal, guava preparations.




INTRODUCCIÓN
La especie Psidium guajava L., conocida popularmente como guayaba, familia Myrtaceae, se ha utilizado tradicionalmente como antidiarreico y para los cólicos intestinales.1,2,3,4 A pesar de ser una planta reconocida por las Autoridades Regulatorias de Cuba, no son muchos los estudios que se le han realizado para evaluar las actividades que le confiere el uso etnobotánico.
Los pacientes rechazan el consumo de la tintura en las diarreas por su sabor desagradable. Teniendo en cuenta esto y por la necesidad de formular una variante terapéutica, para mejorar la aceptabilidad de los pacientes, en este trabajo se realizó una revisión de la bibliografía, para conocer el estado del arte en relación con la utilidad, la composición, estudios preclínicos, clínicos, así como las formas farmacéuticas reportadas para las hojas de esta especie.
 
MÉTODOS
Se realizó una búsqueda de información en la literatura disponible acerca del uso etnobotánico, la utilidad, la composición química, estudios preclínicos, clínicos, así como de las formas farmacéuticas reportadas, solamente, para las hojas de esta planta. Se hizo la búsqueda en idioma español e inglés, utilizando las palabras claves guayaba, Psidiun guajava, toxicología, farmacología, ensayos clínicos y formas farmacéuticas y las combinaciones lógicas entre estas. Se revisaron las bases HighWire, DOAJ, EBSCO, Scielo, Scopus, Chemical abstract, Medline, PudMed, Pharmaceutical Abstract entre los años 1753 y 2012.
 
RESULTADOS

Uso etnobotánico

El uso etnobotánico de esta planta es amplio. Por su astringencia, las hojas se utilizan en enfermedades de la piel, en diarreas y para otras dolencias de estómago. Se ha utilizado como hemostática y antiséptica.1 Otros reportes indican acción antimicrobiana, cicatrizante, hipoglicémica y espasmolítica.5,6 Se reporta también actividad antioxidante, hepatoptotectora, antialérgica, genotóxica citotóxica, cardiotónica, antiinflamatoria y anticatarral y otras.7
Estudio farmacognóstico
La droga cruda recolectada en tres regiones de Cuba fue estudiada. Se evaluaron las condiciones de secado y almacenamiento. Se concluyó que la droga seca almacenada en bolsas de polietileno, mantiene la estabilidad hasta 6 meses.8,9 Se encontró diferencia en la composición de los extractos de cada región.6 Se validaron métodos analíticos (UV-V), para cuantificar taninos y flavonoides en las hojas de Psidium guajava, L.7, 10 Se han informado la estandarización de la droga, para su inclusión en una farmacopea.11
Composición química
Las hojas de esta planta contienen taninos y fenoles, flavonoides y triterpenos y esteroides, así como de saponinas y compuestos aminados. 7,12 Se ha reportado un aceite esencial y otras sustancias volátiles.13 Contiene, además, ácido guajanoico, ß-sitosterol, uvaol, ácido oleanólico y ácido ursólico; ácido 2-á-hidroxiursólico, morin-3-O-á-L-arabopiranosido, hiperina, miricetina-3-O-â-D-glucosido, quercetin-3-O-ß-D-glucuronopiranosido, 1-O-galoil-â-D-glucosa.13 Se ha informado la presencia de ácido ascórbico y de otros flavonoides así como azúcares reductores y alcaloides. 14 Se ha aislado una nueva benzofenona y un flavonol de naturaleza galoil-glicósido, conjuntamente con 5 nuevos quercetin-glicósidos.15 Se ha informado el aislamiento de nuevos flavonoides16 y de 4 nuevos triterpenos.17
Efecto anticatarral
El extracto acuoso de las hojas de guayaba, disminuye la tos y tiene efecto anticatarral en ratas y coballos, en dosis de 2 a 5 g/kg respectivamente y posee una DL50 mayor de 5g/kg.18
Efecto antiinflamatorio y analgésico
El extracto acuoso de las hojas, en dosis de 50-800 mg/kg, vía intraperitoneal, produce un efecto antiinflamatorio en ratas Wistar y analgésico en ratones Balb/c; (ambos efectos son dosis dependiente).19 Se reporta actividad antiinflamatoria, en el modelo de inflamación aguda inducido por carragenina en ratas Wistar.20
Efecto hipoglucemiante e hipotensor
El extracto acuoso de las hojas en dosis de 50-800 mg/kg, vía peroral, en ratas y ratones tiene efecto hipoglucemiante e hipotensor.21 El extracto etanólico produce efecto anti-heperglucemiante, frente a un modelo de diabetes tipo-2 en ratas Sprague Dawley.22 El extracto acuoso inhibe la enzima alfa-glucosidasa in vitro, reduciendo la elevación postpandrial de glucosa en sangre y mejora la hiperglicemia en modelos de ratones.23 Los extractos de las hojas inhiben la glicación de proteínas en pacientes diabéticos24 además de un efecto hipoglucemiante en diabetes tipo 2, en ratones, en dosis de 10mg/kg, por un mecanismo de inhibición de la proteína tirosin- fosfatasa 1B.25
Efecto genotóxico y mutagénico
Se ha evaluado en varios modelos la actividad genotóxica de extractos de las hojas de guayaba. No se observó actividad genotóxica.26,27 Se estudió el efecto mutagénico en dos modelos experimentales diferentes, en ambos el efecto mutagénico estuvo ausente.28 Estos resultados avalan la inocuidad de esta planta, ampliamente utilizada en la medicina tradicional.
Toxicología aguda oral
Se evaluó la toxicidad aguda de extractos de las hojas por el método de la dosis letal media y por método de las clases de toxicidad aguda. Se ha declarado, en ambos estudios ausencia de toxicidad, en la dosis límite de 2000 mg/kg.27,29 La DL50 es mayor de 5g/kg en roedores.18
Actividad antibacteriana
Se ha reportado actividad antibacteriana de amplio espectro para el extracto de las hojas2 Comparando los extractos acuosos, alcohólicos y cetónicos de las hojas, frente a veinte cepas de bacterias de interés clínico. El extracto acuoso mostró actividad en el 35% de los casos, el alcohólico en un 65% y el cetónico en el 100% de los casos. 30, 31
Actividad citotóxica
Se reporta que el extracto acuoso no es citotóxico, el cetónico posee citotoxicidad baja (5.4%) y el alcohólico una citotoxicidad media (43.8%).32 Otro informe reporta que el extracto acuoso posee efecto citotóxico, in vitro, a corto plazo33 y que presenta actividad anti-proliferativa.34 Se ha planteado que este extracto, interfiere en la cascada de señalización múltiple vinculada con la tumorogénesis.35
Efecto antioxidante
Se reportó efecto antioxidante in vitro de las hojas. En mayo y agosto el efecto es mayor que en octubre y diciembre.36 Otros autores reportan actividad antioxidante in vitro e in vivo.37, 38 Resulta vital un estudio dinámico de la acumulación de metabolito, para seleccionar la época de colecta del material vegetal.
Actividad hepatoprotectora
En 2011 se reportó efecto hepatoprotector de los extractos acuosos de las hojas de guayaba, frente a un modelo de intoxicación con CCl4, en dosis de 200mg/kg, en ratas Sprague Dawley.39
Actividad antidiarreica
Se señala que la sustancia activa del extracto de hojas es la quercetina.40,41,42 Se ha verificado el efecto espasmolítico que produce.43,44 Se ha reportado un efecto dosis dependiente en dosis de 50 a 400 mg/kg (oral) con una disminución de la motilidad intestinal y retardo en el vaciado gástrico.45 El extracto acuoso de las hojas, disminuye la producción de toxinas lábiles de E. coli y del cólera.46 Un ensayo clínico realizado concluyó que la tintura al 20% de hoja de Psidium guajava tiene efecto antidiarreico importante.47 En otro, que evaluó el polvo de las hojas secas, también se comprobó este efecto.48
Otros efectos reportados
El extracto acuoso de las hojas en dosis de 400 mg/dL, tiene efecto estabilizador de la membrana eritrocítica in vitro.49 Se reporta, además, que mejora los niveles de triglicéridos y colesterol en modelos de ratones en tejido hepático, mejorando el balance del perfil lipídico.23
Formas farmacéuticas reportadas
En la literatura solo se reportan como formas farmacéuticas de las hojas, la tintura 20%, el polvo y el talco de guayaba.50 Se reportó una suspensión oral utilizando polvo de las hojas secas.9 Se ha reportado una formulación de cápsulas duras de 500mg, a partir del polvo de las hojas secas.5151
 
CONCLUSIONES
En esta revisión se pudo constatar que existen estudios que avalan la inocuidad de las hojas de esta planta. Que se deben realizar otros estudios preclínicos, clínicos y tecnológicos para garantizar seguridad y eficacia en sus usos. Que necesario el desarrollo de formas farmacéuticas (preferiblemente sólidas) para garantizar una mejor aceptabilidad por los pacientes.
 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Roig JT. Plantas medicinales, aromáticas o venenosas de Cuba. Editorial Científico-Técnica,La Habana. 1988: 485-7.
2. Martínez MJ, Molina N, Boucourt E. Evaluación de la actividad antimicrobiana de Psidium guajava L. (guayaba). Rev Cubana de Plant Med 1997; 2(1): 12-14.
3. Cáceres A, Cano D, Samayoa B, Aguila L. Plants used in Guatemala for the treatment of gastrointestinal disorders. J Ethnopharmacol 1990; 30:55-73.
4 Robineaux LG (ed). Farmacopea Caribeña. 1ra. Ed. Fort-de-France: Ediciones Emile Désormeaux. Paris. Francia. 1997.
5 Linneo C. Psidium guajava L.Species Plantarum 1753; 470(1): 201-204.
6. FAO. Especies frutales forestales. Roma: Estudios FAO-Montes No. 34, 1982: 150.
7. Gutiérrez RM, Mitchell S, Solis RV. Psidium guajava: a review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacology. J Ethnopharmacol 2008 17; 117 (1): 1-27.
8. Rodríguez RLE, Gutiérrez GY, Quintero R. Estudio farmacognóstico y valoración del extracto fluido obtenido de las hojas de Psidium guajava L. (guayaba). Rev Cubana Plant Med 1997; 2 (2-3): 26-29.
9. Gutiérrez GYI, Miranda MM, Varona TN, Rodríguez AT. Validación de dos métodos espectrofotométricos para la cuantificación de taninos y flavonoides (quercetina) en Psidium guajava, L. Rev Cubana Farm 2000; 34(1): 50-5.
10. El Sohafy SM, Metwalli AM, Harraz FM, Omar AA. Quantification of flavonoids ofPsidium guajava L. preparations by Planar Chromatography (HPTLC). Pharma cog Mag 2009;5:61-6.
11. Kaneria M y Chanda S. Phytochemical and Pharmacognostic Evaluation of Leaves of Psidium guajava L. (Myrtaceae). Pharmacog Mag 2011; 23: 32-41.
12. Chen KC, Hsieh CL, Huang KD, Ker YB, Chyau CC, Peng RY. Anticancer activity of rhamnoallosan against DU-145 cells is kinetically complementary to coexisting polyphenolics in Psidium guajava budding leaves. J Agric Food Chem 2009; 57(14): 6114-22.
13. Begum S, Hassan SI, Ali SN, Siddiqui BS. Chemical Psidium guajava . Nat Prod Res 2004; 18(2):135-40.
14. Lutterodit GD. Inhibition of Microlax induced experimental diarrhoea with narcotic like extracts of Psidium guajava leaf in rats. J Ethhnopharmacol 1992; 37: 151-7.
15. Matsuzaki K, Ishii R, Kobiyama K, Kitanaka S. New benzophenone and quercetin galloyl glycosides from Psidium guajava L. J Nat Med 2010; 64: 252-256.
16 Metwally AM, Omar AA, Harraz FM, El Sohafy SM. Phytochemical investigation and antimicrobial activity of Psidium guajava L leaves. Pharmacogn Mag 2010; 6: 212-218.
17. Shao M, Wang Y, Huang XJ, Fan CL, Zhang QW, et al. Four new triterpenoids from the leaves of Psidium guajava . J Asian Nat Prod Res 2012; 14: 348-354.
18. Jaiarj P, Khoohaswan P, Wongkrajang Y, Peungvicha P, Suriyawong P, Saraya ML, Ruangsomboon O. Anticough and antimicrobial activities of Psidium guajava Linn. leaf extract. J Ethnopharmacol 1999; 67 (2): 203-12.
19. Ojewole JA. Antiinflammatory and analgesic effects of Psidium guajava Linn. (Myrtaceae) leaf aqueous extract in rats and mice. Methods Find Exp Clin Pharmacol. 2006; 28 (7): 441-6.
20. Dutta S y Das S. A study of the anti-inflammatory effect of the leaves of Psidium guajava Linn on experimental animal models. Pharmac Res 2010; 2: 313-317.
21. Ojewole JA. Hypoglycemic and hypotensive effects of Psidium guajava Linn (Myrtaceae) leaf aqueous extract. Methods Find Exp Clin Pharmacol 2005; 27: 689-695.
22. Shen SC, Cheng FC, Wu NJ. Effect of guava (Psidium guajava Linn) leaf soluble solids on glucose metabolism in type 2 diabetic rats. Phytother Res 2008; 22: 1458-1464.
23. Deguchi Y, Miyazaki K. Anti-hyperglycemic and anti-hyperlipidemic effects of guava leaf extract. Nutr. Metabolism 2010; 7: 9-13.
24. Wu JW, Hsieh CL, Wang HY, Chen HY Inhibitory effects of guava (Psidium guajava L) leaf extracts and its active compounds on the glycation process of protein. Food Chem 2008; 113: 78-84.
25. Oh WK, Lee CH, Lee MS, Bae EY, Sohn CB. Antidiabetic effects of extracts from Psidium guajava . J Ethnopharmacol 2005; 93: 411-415.
26. Betancourt BJ, Ramos RA, Vizoso PA, Martínez GMJ, López BM. Ausencia de actividad genotóxica del extracto fluido de Psidium guajava L. (guayaba) evaluada en un sistema de ensayo en Aspergillus nidulans. Rev Cub Plant Med 2000; 5(2):38-40.
27. Martínez MJ, López M, Betancourt BJ, Barceló PH, Montes ME, Regó R. Estudio toxicológico preclínico de la Psidium guajava L. (guayaba). Rev Cub Plant Med 2001; 6(2): 56-61.
28. Grover IS, Bala S. Studies on the antimutagenic effects of guajava in Salmonella typhimurium. Mut Res 1993; 300(1): 1-3.
29. Jain AK, Shimoi K, Nakamura Y, Tomita I, Kada T. Preliminary study on the dismutagenic and antimutagenic effects of some natural products. Curr Sci 1987; 56(24): 1266-9.
30. Morón F, Martínez MC, Morón D. Disminución del tránsito intestinal en ratones por tintura de guayaba ( Psidium guajava L.). Rev Cubana Plant Med 1999; 4(2): 54-6. 14.
31. Rattanachaikunsopon P y Phumkhachorn P. Contents and antibacterial activity of flavonoids extracted from leaves of Psidium guajav. J Med Plant Res 2010; 4 (5): 393-396.
32. Rojas HNM, Acosta DS. Potenciales antitumorales en extractos acuosos de plantas cubanas. III. Rev Cubana Farm 1980; 14(3): 325-328.
33. Fernández KPS, Bussadori SK, Márques MM, Sumie N, Wadt Y, et al. Healing and cytotoxic effects of Psidium guajava (Myrtaceae) leaf extracts. Braz J Oral Sci 2010; 9: 449-454.
34. Kawakami Y, Nakamura T, Hosokawa T, Suzuki-Yamamoto T, Yamashita H. Antiproliferative activity of guava leaf extract via inhibition of prostaglandin endoperoxide H synthase isoforms. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 2009; 80: 239-245.
35. Ryu NH, Park KR, Kim SM, Yun HM, Nam D. A Hexane Fraction of Guava Leaves (Psidium guajava L.) Induces Anticáncer Activity b y Suppressing AKT/Mammalian Target of Rapamycin/Ribosomal p70 S6 Kinase in Human Prostate Cancer Cells. J Med Food 2012; 15: 231-241.
36. Kim SH, Cho SK, Hyun SH, Park HE, Kim YS. Metabolic profiling and predicting the free radical scavenging activity of guava ( Psidium guajava L.) leaves according to harvest time by 1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy. Biosci Biotechnol Biochem 2011; 75: 1090-1097.
37. Wang B, Jiao S, Liu H, Hong J.Study on antioxidative activities of Psidium guajava Linn leaves extracts. Wei Sheng Yan Jiu 2007; 36: 298-300.
38. HuiYC, Gow CY. Antioxidant activity and free radical-scavenging capacity of extracts from guava (Psidium guajava L) leaves. Food Chem 2007; 101: 686-694.
39. Adeyemi OS, MA Akanji MA. Biochemical changes in the kidney and liver of rats following administration of ethanolic extract of Psidium guajava leaves. Hum Exp Toxicol 2011 30(9): 1266-1274.
40. Lutterodt GD. Inhibition of gastrointestinal release of acetylcholine by quercetin as possible mode of action of Psidium guajava leaf extracts in the treatment of acute diarrhoeal disease. J Ethnopharmacol 1989; 25(3): 235-47.
41. Capasso A, Pinto A, Sorrentino R, Capasso F. Inhibitory effects of quercetin and the other flavonoids on electrically-induced contractions of guinea pig isolated ileum. J Ethnopharmacol 1991; 34(2-3): 279-81.
42. Lozoya X, Meckes M, Aboud-Zaid M, Tortorriello J, Nozzolillo C, Arnanson JT. Quercetin glycosides in Psidium guajava L. leaves and determination of a spasmolytic principle. Arch Med Res 1994; 25(1): 11-5.
43 Lozoya X, Becerril G, Martínez M. Model of intraluminal perfusion of the guinea pig ileum in vitro in the study of the antidiarrheal properties of the guava (Psidium guajava). Arch Invest Med 1990; 21(2): 155-62.
44. Morales MA, Lozoya X. Calcium-antagonist effects of quercetin on aortic smooth muscle. Planta Med. 1994; 60(4): 313-7.
45. Ojewole JA, Awe EO, Chiwororo WD.Antidiarrhoeal activity of Psidium guajava Linn. (Myrtaceae) leaf aqueous extract in rodents. J Smooth Muscle Res 2008; 44 (6): 195-207.
46. Birdi T, Daswani P, Brijesh S, Tetali P, Natu A. Newer insights into the mechanism of action of Psidium guajava L. leaves in infectious diarrhoea. BMC Complement Altern Med 2010; 10: 33.
Disponible en: http://www.biomedcentral.com/1472-6882/10/33. Fecha de acceso. 25/10/2012.

47. Echemendía SCE y Morón RFJ. Tintura de hojas de Psidium guajava L. en pacientes con diarrea aguda simple. Rev Cubana Plant Med 2004; 9(3): 1-13.
48. Lozoya X, Reyes MH, Chávez MA, Martínez GMC, Soto GY, Doubova SV. Intestinal anti-spasmodic effect of a phytodrug of Psidium guajava folia in the treatment of acute diarrheic disease. J Ethnopharmacol 2002; 83(1-2): 19-24.
49. Chikezie PC, Uwakwe AA. Membrane stability of sickle erythrocytes incubated in extracts of three medicinal plants: Anacardium occidentale, Psidium guajava, and Terminalia catappa. Pharmacogn Mag 2011; 26: 121-125.
50. FINFA. Formulario Nacional de Fito y Apifármacos. Ministerio de Salud Pública de Cuba. Dirección Nacional de Farmacias. Ciudad de la Habana. Cuba. 2010: 50-52.
51. Lozoya X, Reyes MH, Chávez MA, Martínez GMC, Soto GY, Doubova SV. Intestinal anti-spasmodic effect of a phytodrug of Psidium guajava folia in the treatment of acute diarrheic disease. J Ethnopharmacol 2002; 83(1-2): 19-24.
 
 
Recibido: 3 de agosto de 2012.
Aprobado: 13 de septiembre de 2012.

 
 
Jesús Rafael Rodríguez Amado

Departamento de Farmacia. Universidad de Oriente. Patricio Lumumba S/N. Santiago de Cuba. E-mail. jimmy@cnt.uo.edu.cu

viernes, 28 de octubre de 2016

PRODUCTIVITY GROWTH AND CHAYA (Cnidoscolus chayamansa McVaugh, Euphorbiaceae) WITH VARIABLE DENSITY PLANTING

cultrop vol.31 no.4 La Habana oct.-dic. 2010

 

CRECIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE CHAYA (Cnidoscolus chayamansa MCVAUGH, EUPHORBIACEAE) CON DENSIDAD DE PLANTACIÓN VARIABLE




Dr. M. Aguilar I. E-mail: laguilar@ecosur.mx y Dr. P. MacarioI, Dra. Esperanza HuertaII y Dr. S. HernándezII, Dr. R. de AlbaIII, Dr. E. GarcíaIV

I Colegio de la Frontera Sur-Unidad Chetumal, CP 77900, Quintana Roo

II Colegio de la Frontera Sur-Unidad Villahermosa, CP 86280, Tabasco

III Fumigaciones Integrales de Quintana Roo, CP 77000, Quintana Roo

IV Colegio de Posgraduados, Campus Montecillo, CP 56230, México. 


RESUMEN
Se evaluó el efecto que tiene la competencia interespecífica en el crecimiento y la productividad de la chaya con densidad de plantación (DP) variable, en un suelo calcáreo de tipo vertisol pélico en Noh-Bec, Quintana Roo, México. La chaya se estableció a 1.50 x 3.00 m, utilizando estacas sin hojas; se asoció con árboles jóvenes (menores de dos años) de Cedrela odorata y Citrus latifolia en un diseño de plantación en círculo 'Nelder' de 3154 m2. Se establecieron ocho DP de 2602 a 3772 plantas.ha-1 con 10 repeticiones. Las variables de respuesta fueron: capacidad de enraizamiento, tasa de crecimiento, índice de vigor, índice de área foliar y producción de biomasa. El mayor enraizamiento de estacas de chaya se obtuvo en DP intermedias a altas (2889 a 3772 plantas.ha-1); sin embargo, el mejor crecimiento y productividad se obtuvo en DP intermedias (2706 a 2889 plantas.ha-1).

Palabras clave: índice de vigor, índice de área foliar, biomasa, propagación asexual, suelo calcáreo.

ABSTRACT
The interspecific competition effect on chaya growth and productivity was evaluated with variable planting density (PD), on a calcareous vertisol pelic type in Noh-Bec, Quintana Roo, Mexico. Chaya was set at 1.50 x 3.00 m, using cuttings without leaves; it was associated with young trees (less than 2 years old) of Cedrela odorata and Citrus latifolia in a 'Nelder' circle planting design of 3154 m2. Eight PD from 2602 to 3772 plants.ha-1 were established with 10 repetitions. Response variables were: rooting capacity, growth rate, vigor index, leaf area index and biomass production. The highest rooting of chaya cuttings occurred from intermediate to high PD (2889 to 3772 plants.ha-1); however, the best growth and productivity was obtained at the intermediate PD (2706 to 2889 plants.ha-1).

Key words: 
vigor index, leaf area index, biomass, asexual propagation, calcareous soil.


INTRODUCCIÓN

La chaya (euphorbiaceae) es un arbusto semiperenne y semileñoso, de hasta 5 m de altura, que se cultiva en climas cálidos subhúmedos, de 0 a 1000 m snm y requiere de suelos bien drenados; es tolerante a las lluvias fuertes y a la sequía intraestival. En México, su principal uso es como verdura, forraje y medicina; siendo sus hojas la parte más aprovechada (1); sin embargo, no se tienen datos precisos de producción, debido a que es una especie de traspatio (solar), que se encuentra asociada con otras en sistemas agroforestales.

Como que raras veces produce semillas, es mejor propagar la planta por estacas herbáceas y semileñosas de 10 a 40 cm de longitud, las cuales se cortan y entierran en la época seca del año, para evitar pudriciones por exceso de humedad. Al utilizar estacas, el crecimiento inicial de la parte aérea es rápido, pero el de las raíces es lento; por ello, las hojas se deben cosechar hasta el segundo año. Sus hojas se cosechan continuamente, siempre y cuando no se exceda el 50 % del follaje, para garantizar un crecimiento vegetal adecuado (2).

Cuando el cultivo se asocia con otros componentes vegetales, entonces se presenta en mayor o menor medida una competencia interespecífica por agua, luz, nutrimentos y espacio físico, que influye en el crecimiento y la productividad. Existen diversos factores que ayudan a manipular la competencia entre especies; entre ellos, la densidad de plantación (DP) es determinante, por tener un efecto en todas las etapas del desarrollo de las plantas. La DP es un factor agronómico de manejo, que se refiere al número de plantas establecidas en un área determinada, puede modificar el ambiente y causar el aumento o la disminución del crecimiento y la productividad de ellas (3, 4).

Para evaluar un amplio rango de DP, en especies individuales o asociadas, se ha propuesto un diseño de plantación en círculo, medio círculo o cuadrante ('Nelder'), para espacios reducidos de área de 0.09 ha en adelante, donde el espacio de crecimiento se va haciendo más grande a medida que se aleja del centro o viceversa (5).

El crecimiento de las plantas es importante para conocer su evolución y la influencia de los diferentes factores ambientales y de cultivo sobre su desarrollo. La tasa de crecimiento está basada en las fuerzas: a) anabólicas (potencial biótico, actividad fotosintética, absorción nutrimental y metabolismo constructivo) y b) catabólicas (competencia, recursos limitados, respiración, fatiga, mecanismos regulatorios y envejecimiento), que pueden explicarse por la sustracción o división de ambas (6).

El vigor es la capacidad que tienen las plantas para crecer y la fuerza para desarrollarse; el vigor se detecta, no se mide. El área foliar (AF) es fundamental en estudios de nutrición y crecimiento vegetal, ya que con esta se puede determinar la acumulación de materia seca, el metabolismo de carbohidratos, el rendimiento y la calidad de cosecha; es una medida necesaria para evaluar la intensidad de asimilación de las plantas, parámetro de gran relevancia cuando se efectúa el análisis de crecimiento de un cultivo (7, 8).

Para evaluar el crecimiento de un cultivo, es muy útil el índice de área foliar (ÍAF), que es la proporción del área de la hoja (haz) de la planta con respecto del área superficial de suelo (8). La productividad (biomasa y AF principalmente) de una planta es el crecimiento que se puede lograr en un periodo determinado y la productividad del follaje es la acumulación de materia seca por unidad de área de suelo por unidad de tiempo (7), dependientes del ambiente (temperatura y radiación solar principalmente) en que se desarrolla, además de los factores de estrés y manejo: agua, nutrimentos, plagas y enfermedades, competencia, etc. (4).

Los trabajos sobre sistemas de plantación, prácticas culturales y de manejo son muy escasos para la chaya. Es por ello que el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto que tiene la competencia interespecífica en el crecimiento y la productividad de la chaya, con densidad de plantación variable.

MATERIALES Y MÉTODOS



El experimento se realizó de noviembre, 2008 a noviembre, 2009, en Noh-Bec, Quintana Roo, México (19°06' N, 88°10' O y 11 m snm), con 25.7°C de temperatura media anual, 1562.4 mm de precipitación anual y 1404.3 mm de evaporación anual, en un suelo calcáreo "yaaxhoom" (vertisol pélico), negro, profundo, de buen drenaje y fértil (9). Durante el experimento, se tomaron muestras de suelo a las profundidades de 0-30 y 30-60 cm.; los valores obtenidos fueron: 6.62 y 6.57 de pH, 2.57 y 1.48 % de materia orgánica, 0.150 y 0.162 % de N total, 60 y 71 mg•kg-1 de P, 0.30 y 0.33 me.100 g-1 de K, para ambas profundidades respectivamente.

Se ocuparon 600 estacas semileñosas de chaya sin hojas, de 40 cm de longitud y de 1 a 3 cm de diámetro, provenientes de las secciones apical y media de arbustos maduros y sanos de la zona, a las cuales se les adicionó en su base Radix 1500® (AIB 1500 ppm+ANA 200 ppm) para promover su enraizamiento. Las estacas se plantaron a una profundidad de 5 cm directamente en campo, con un distanciamiento de 1.50 m entre plantas y 3.00 m entre líneas. Se asociaron o hicieron competir interespecíficamente con árboles jóvenes (menores de 2 años) de cedro (Cedrela odorata L.) y limón (Citrus latifolia Tan.), establecidos en un diseño 'Nelder' de 3154 m2 con DP variable, los que para este trabajo no fueron considerados porque solo se abordó el crecimiento y la productividad de la chaya. El experimento se desarrolló en condiciones locales de campo; la maleza fue controlada con aplicaciones de herbicida (Paraquat, 2 L•ha-1) además del chapeo mecánico cada dos meses.


Los tratamientos se definieron con base en la DP obtenida en el área de cada círculo del diseño 'Nelder' al asociar chayas con cedros y limones. Las variables de respuesta fueron: a) capacidad de enraizamiento (CE); b) tasa de crecimiento (TC), se calculó mediante la fórmula: TC=aV?-tV, donde a: altura, V: volumen de copa, t: tiempo y ?: constante alométrica (6); c) índice de vigor (ÍV), se calculó mediante la fórmula: ÍV=ß0(1-e-ß1 t)ß2, donde ß0: altura de planta, ß1: tasa de crecimiento, ß2: volumen de copa y t: tiempo (10); d) índice de área foliar (ÍAF), se realizó un muestreo destructivo al final del experimento, utilizando 20 hojas (sin pecíolo) por tratamiento, se midió el AF utilizando un integrador de AF (Modelo Li-3000A, Li-Cor Lincoln Nebraska, USA) y el ÍAF se estimó mediante la fórmula: ÍAF=AF(DP)/10000 cm2, donde: AF: área foliar por planta (cm2) y DP: densidad de plantación (plantas•m-2) (11); e) producción de biomasa (PB) (kg•planta-1), se obtuvo mediante el peso fresco de la planta completa (sistema radical y parte aérea).

La unidad experimental y de observación fue un arbusto de chaya; se manejaron ocho tratamientos asignados sistemáticamente con 10 repeticiones. Los análisis estadísticos consistieron en análisis de varianza con error de restricción y pruebas de comparación medias de Tukey a P=0.05, mediante el paquete “Statistical Analysis System” (12). 


RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Capacidad de enraizamiento. Hubo igualdad estadística en T1 y T2, T3 y T4, así como de T5 a T8. Para las estacas con raíz, hubo igualdad de T1 a T4, así como de T5 a T8. Para las estacas con callo, en T1 y T2, T3 y T4, y de T5 a T8. Para la longitud de raíz, en T1 y T2 así como de T3 a T8, mientras que para el número de raíces, no hubo diferencia estadística, seguramente porque las estacas fueron introducidas a la misma profundidad (5 cm) en las diferentes DP, manifestando todo su potencial genético para enraizar y porque en el análisis fisicoquímico del suelo, los valores mostraron homogeneidad hasta los 60 cm de profundidad.

Se obtuvo una mayor supervivencia de estacas de chaya en las DP intermedias a altas (2889 a 3772 pl•ha-1), lo cual es aceptable para una producción en campo. Algunos indicaron que las estacas de chaya enraízan fácilmente (1, 2); no obstante, ellas presentan un crecimiento lento, aunque estadísticamente hubo variación en la CE, porque en altas DP (2889 a 3772 plantas.ha-1) el porcentaje de estacas con raíz fue superior al 95 %, pero con longitudes radicales (15.50 a 16.60 cm) ligeramente menores en comparación con las bajas DP (2602 a 2647 plantas.ha-1), lo cual se debe a una mayor cobertura vegetal que protege el suelo, evitando la pérdida de humedad y N, contribuyendo a la productividad del sistema radical (13).


Las estacas que formaron callo hacia el final del experimento (hasta un 17 % como máximo), permanecieron latentes, sin raíces ni hojas, lo cual no necesariamente indica que desarrollarán una planta completa, sino que muy probablemente comenzarán a necrosarse al agotar sus reservas contenidas en el tallo, con poca o nula oportunidad de desarrollarse, debido a la competencia interespecífica. Todas las raíces en las estacas de chaya se formaron en el nudo contiguo al corte, probablemente en la región del cambium vascular, lo que concuerda con lo obtenido en Malpighia emarginata (14) y Feijoa sellowiana (15).



A pesar de que se utilizaron estacas sin hojas, las auxinas contenidas en las yemas estimularon la formación de raíces; resultados similares fueron observados en Malpighia emarginata. Sin embargo, la aplicación exógena de AIB 1500 ppm+ANA 200 ppm a las estacas en todas las DP favoreció un adecuado porcentaje de ellas con un buen número de raíces (18 a 21), al igual que en otros cultivos como Malpighia emarginata (14) y Feijoa sellowiana (15). En todos los tratamientos, hasta los 360 días después de la plantación (DDP), el desarrollo del sistema radical fue alrededor de seis veces menor en comparación con el desarrollo de la parte aérea reflejado en la biomasa, lo que reafirma que el crecimiento radical de la chaya es lento (2) e implica, además, que una adecuada disponibilidad de nutrimentos en el suelo favorece los sistemas radicales menos extensos (16).

Crecimiento vegetativo. A los 360 DDP, la TC final en plantas de chaya fue mayor a las DP intermedias de 2784 a 2889 plantas.ha-1 con 0.55 cm•día-1; de 0 a 120 días el crecimiento fue muy lento, de 120 a 140 días fue muy acelerado y de 240 a 360 días fue lento. La TC fue sigmoidal, coincidiendo con lo obtenido en otros cultivos como Citrus sinensis x Citrus reticulata (17) y Lycopersicon esculentum (18), comenzando en un origen o punto fijo; posteriormente aumentó en forma exponencial con el tiempo, lo que significa que la velocidad de crecimiento fue baja al principio, pero aumentó en forma continua, siendo proporcional al tamaño del organismo; cuanto mayor fue este, más rápido creció. En la chaya, las hojas y los tallos fueron los órganos aéreos que crecieron más rápidamente y acumularon hasta 30 kg.planta-1 a los 360 DDP, en DP de 2706 a 2889 plantas.ha-1, mientras que el sistema radical acumuló hasta 5 kg.planta-1 a los 360 DDP, sin diferencia estadística entre tratamientos a P=0.05, de manera que la relación parte aérea-raíz fue aproximadamente 6:1.

De la misma manera, al comparar el AF de plantas de chaya en las diferentes DP, se observó que de 2706 a 2889 plantas.ha-1 (DP intermedias), estas presentaron AF de 2.90 m2 a los 360 DDP (Figura 1B), lo que se debe a que en DP intermedias la competencia fue la más adecuada para esta variable, es decir, hubo un equilibrio por agua, luz, nutrimentos y espacio físico, que permitió que las plantas expresaran su potencial genético. Ninguno de los trabajos de investigación revisados establece el uso de hojas de diferentes edades, tal y como se realizó en el presente estudio, diferenciando hojas viejas (proximales o que se forman primero) de las jóvenes (distales o que se forman después). Sin embargo, en la generación de modelos futuros para la chaya, será importante utilizar hojas de diferentes edades.
El ÍV fue superior a una DP de 2784 plantas.ha-1 (DP intermedia), respuesta esperada en razón a lo observado para TC, AF, ÍAF y PB, donde las DP intermedias fueron las más adecuadas para el crecimiento y la productividad de la chaya. El ÍV corresponde a valores entre dos y cuatro para todos los tratamientos; sin embargo, mientras más alto sea, representa mayor crecimiento en altura y volumen de copa a un tiempo determinado, en este caso, 360 DDP (10).

En todas las DP y a los 360 DDP, los valores que expresaron el ÍV en las chayas: altura de la planta (de 1.70 a 2.00 m) y volumen de la copa (de 0.50 a 1.70 m3) presentaron buena condición sanitaria así como porte de planta, por lo que el crecimiento vegetativo fue confiable para medir la productividad de la chaya, lo que indica, además, una excelente adaptación de la chaya a las condiciones edáfico-ambientales de la zona.
Producción de biomasa. Una PB de la parte aérea superior a 30 kg.planta-1 en DP de 2706 a 2889 plantas.ha-1 (DP intermedias), lo cual indica que el follaje de las plantas en estas DP fue más eficiente en la producción de fotoasimilados, mostrando una mayor capacidad fotosintética; dado que la PB es una función de la fotosíntesis, respiración y eficiencia de conversión de carbohidratos a materia seca (7, 8). Por tanto, una mayor DP no necesariamente tiende a disminuir la productividad de una planta; lo que coincide con lo obtenido en maíz (3), así como en frijol asociado con girasol (11), dado que de 3046 a 3772 plantas.ha-1 (DP altas) el sombreado les afecta, produciendo menos biomasa y de 2602 a 2647 plantas.ha-1 (DP bajas) presentan un punto de fotosaturación en el que no producen más biomasa, aunque exista mayor intensidad luminosa.

Un ÍAF de entre 0.6 a 0.9 para todos los tratamientos; sin embargo, el ÍAF más alto (0.78) igualmente se presentó en DP intermedias (2706 a 2889 plantas.ha-1); lo cual redundó en una mayor PB principalmente aérea; por tanto, a mayor ÍAF mayor PB, como se observa en la Figura 3C (11), aunque el crecimiento y la productividad pueden ser mayores en DP altas, sobre todo cuando las interacciones competitivas por agua, luz, nutrimentos y espacio físico son minimizadas por facilitación y reducción (19, 13). En este sentido, algunos afirmaron (11, 19) que la productividad total por unidad de superficie se incrementa cuando se tienen especies asociadas en monocultivo, como en el diseño de plantación en círculo 'Nelder'.

El hecho de que la PB por unidad de superficie en la DP más alta no se haya incrementado en forma significativa, indicó que la competencia entre plantas fue mayor a la capacidad de suministro y eficiencia en el uso de recursos, principalmente del suelo (19).  En todos los tratamientos, a partir de los 240 DDP, la producción de fotoasimilados tiende a disminuir, como consecuencia de una reducción en el AF, debido a que la chaya es semiperenne, pues conserva en los meses menos cálidos parte de las hojas pero no todas.

Lo anterior es un buen indicador de cuando comenzar a cosechar las hojas antes de que se caigan para poder aprovecharlas. Puede no coincidir con lo dicho en otros trabajos (2), en que se debe esperar hasta el segundo año después del trasplante para cosechar, pero de acuerdo con lo dicho por los mismos autores, que al cosechar no dejar que más del 50 % de la planta se quede sin follaje. Sin embargo, hay que considerar que los tallos, las hojas y raíces muertas se pueden incorporar al suelo, manteniendo o incrementando su fertilidad (13). 
CONCLUSIONES

La propagación vegetativa de la chaya es factible mediante el enraizamiento de estacas semileñosas de la sección apical y media de arbustos maduros, siendo el número de raíces y la longitud radical los componentes más importantes del enraizamiento.

La biomasa aérea producida por la chaya es asignada principalmente a las hojas y los tallos. El área foliar presentó un valor máximo a los 240 días después de la plantación, seguido por una defoliación parcial; con lo cual es factible cosechar no más del 50 % de la biomasa aérea en esa fecha.

La capacidad de enraizamiento en las estacas de chaya fue mayor en DP intermedias a altas; sin embargo, el mejor crecimiento y productividad se obtuvo en densidades intermedias. Existe un límite, en el cual las densidades altas (<3000 bajas="" o="" plantas.ha-1="">3000 plantas.ha-1) no necesariamente conducen a un mayor crecimiento y productividad, sino que existe cierto nivel de competencia, que favorece la absorción de agua, luz y nutrimentos en un espacio físico determinado.

<3000 bajas="" o="" plantas.ha-1="">

REFERENCIAS

1. Ross-Ibarra, J. y Molina-Cruz, A. The ethnobotany of chaya (Cnidoscolus aconitifolius ssp. aconitifolius Breckon): a nutritious maya vegetable. Economic Botany, 2002, vol. 56, no. 4, p. 350-365.
2. Sarmiento-Franco, L.; Sandoval-Castro, C.; Mcnab, J.; Quijano-Cervera, R. y Reyes-Ramírez, R. Effect of age of regrowth on chemical composition of chaya (Cnidoscolus aconitifolius) leaves. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2003, vol. 83, p. 609-612.
3. Sarlangue, T.; Andrade, F.; Calviño, P. y Purcell, L. Why do maize hybrids respond differently to variations in plant density? Agronomy Journal, 2007, vol. 99, p. 984-991.
4. Paz-Pellat, F.; Odi-Lara, M.; Cano-González, A.; Bolaños-González, M. A. y Zarco-Hidalgo, A. Equivalencia ambiental en la productividad de la vegetación. Agrociencia, 2009, vol. 43, p. 635-648.
5. Nelder, J. A. New kinds of systematic designs for spacing experiments. Biometrics, 1962, vol. 18, no. 3, p. 283-307.
6. Zeide, B. Analysis of growth equations. Forest Science, 1993, vol. 39, no. 3, p. 594-616.
7. Peil, R. y Gálvez, J. R. Reparto de materia seca como factor determinante de la producción de las hortalizas de fruto cultivadas en invernadero. Revista Brasileira de Agrociencia, 2005, vol. 11, no. 1, p. 5-11.
8. Koyama, K. y Kikuzawa, K. Is whole-plant photosynthetic rate proportional to leaf area? A test of scalings and a logistic equation by leaf demography census. The American Naturalist, 2009, vol. 173, p. 640-649.
9. WRB-World Reference Base for Soil Resources. Classification key. FAO AGL. Consultado: marzo 2010. Disponible en: http://www.fao.org/ag/agl/agll/wrbnewkey.
10. Zhao-Gang, L. y Feng-Ri, L. The generalized Chapman-Richards function and applications to tree and stand growth. Journal of Forestry Research, 2003, vol. 14, no. 1, p. 19-26.
11. Garduño-González, J.; Morales-Rosales, E. J.; Guadarrama-Valentín, S. y Escalante-Estrada, J. A. Biomasa y rendimiento de frijol con potencial ejotero en unicultivo y asociado con girasol. Revista Chapingo Serie Horticultura, 2009, vol. 15, no. 1, p. 33-39.
12. SAS. SAS Online Doc 9.1.3 for the Web. 2007. [Consultado noviembre - 2009]. Disponible en:http://support.sas.com/onlinedoc/913/docMainpage.jsp.
13. Petit, A. J.; Casanova, L. F. y Solorio, S. F. Asociación de especies arbóreas forrajeras para mejorar la productividad y el reciclaje de nutrimentos. Agricultura Técnica en México, 2009, vol. 35, no. 1, p. 107-116.
14. Rivero, M. G.; Ramírez, M.; Caraballo, B. y Guerrero, R. Enraizamiento de estacas de semeruco (Malpighia emarginata Sessé & Moc. ex DC). Revista de la Facultad de Agronomía de la Universidad del Zulia, 2005, vol. 22, no. 2, p. 129-141.
15. Meng, Z.; Tang, H.; Wang, D.; Shao-Xiong, R. y Ren-Dao, L. A study of rooting characteristics and anatomical structure of Feijoa cuttings. Agricultural Journal, 2009, vol. 4, no. 2, p. 86-90.
16. De Dorlodot, S.; Forster, B.; Pagès, L.; Price, A.; Tuberosa, R. y Draye, X. Root system architecture: opportunities and constraints for genetic improvement of crops. Trends in Plant Science, 2007, vol. 12, no. 10, p. 474-481.
17. Da Cunha, B. M. y Gravina, A. Influencia del tipo de brote en el cuajado y crecimiento del fruto del tangor ortanique. Agrociencia, 2006, vol. 10, no. 1, p. 37-46.
18. Casierra-Posada, F.; Cardozo, M. C. y Cárdenas-Hernández, J. Análisis del crecimiento en frutos de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) cultivados bajo invernadero. Agronomía Colombiana, 2007, vol. 25, no. 2, p. 299-305.
19. Forrester, D. I.; Bauhus, J. y Cowie, A. L. On the success and failure of mixed-species tree plantations: lessons learned from a model system of Eucalyptus globules and Acacia mearnsii. Forest Ecology Management, 2005, vol. 209, p. 147-155.

Recibido: 18 de enero de 2010
Aceptado: 29 de junio de 2010

miércoles, 26 de octubre de 2016

Effect of acetyl salicylic acid and Bacillus subtilis onCucumber mosaic virus gourd infection

Efecto del ácido acetil salicílico y Bacillus subtilisen la infección causada por Cucumber mosaic virus en calabacita



E. Maldonado–Cruz1, D. L. Ochoa–Martínez2* y B. Tlapal–Bolaños1

1 Departamento de Parasitología Agrícola, Universidad Autónoma Chapingo. Km. 38.5 Carretera México–Texcoco. Chapingo, Estado de México. C. P. 56230. México.
2 Orientación en Fitopatología. Colegio de Postgraduados. Km. 36.5 Carretera México–Texcoco. Montecillo, Estado de México. C. P. 56230. México. Correo–e: ldaniel@colpos.mx (*Autor responsable).

Recibido: 12 de febrero, 2007
Aceptado: 28 de agosto, 2007

Resumen
Dos conocidos agentes inductores de resistencia en las plantas, ácido acetil salicílico y Bacillus subtilis, fueron evaluados con la finalidad de conocer su efecto en la infección causada por el Cucumber mosaic virus (CMV) enCucurbita pepo var. Zucchini grey. Se estableció un diseño experimental completamente al azar en invernadero con cinco tratamientos y ocho repeticiones: Bacillus subtilis aplicado al suelo, B. subtilis aplicado al follaje; B. subtilis aplicado al suelo y al follaje, ácido acetil salicílico aplicado al follaje y testigo (sin aplicación de ninguno de los productos antes indicados). Plantas de 20 días de edad fueron inoculadas mecánicamente con Cucumber mosaic virus y 15 días después de la inoculación se evaluaron las variables peso de biomasa fresca y concentración viral mediante la técnica de DAS–ELISA. Los resultados muestran que las plantas inoculadas conB. subtilis al suelo y ácido acetil salicílico tuvieron significativamente mayor peso de biomasa fresca comparados con el tratamiento Testigo (P≤0.05). Las plantas de todos los tratamientos donde se aplicó B. subtilis (al suelo, al follaje o al suelo y al follaje) tuvieron una concentración viral significativamente menor comparadas con el testigo (P≤0.05) en la prueba de ELISA.
Palabras clave: bacterias promotoras del crecimiento, resistencia sistémica adquirida, resistencia sistémica inducida, Cucurbita pepo var. Zucchinni grey.

Abstract
Acetyl salicylic acid and Bacillus subtilis, as resistance promoters, were evaluated on Cucurbita pepo cv. Zucchinni grey infected by Cucumber mosaic virus (CMV). A complete randomized experimental design with five treatments and eight replications was established under greenhouse conditions: Bacillus subtilis applied to soil,B. subtilis applied to leaves, B. subtilis applied to soil and leaves, acetyl salicylic acid applied to leaves, and a Control (without any treatment). Twenty days–old plants were mechanically inoculated with Cucumber mosaic virus (CMV) and 15 days after the inoculation, fresh plant tissue weights, and viral concentration obtained by DAS–ELISA test, were evaluated. Results showed that plants inoculated with B. subtilis applied to soil and those treated with acetyl salicylic acid had significantly more fresh plant tissue weight compared with Control (P≤0.05). Plants of all treatments treated with B. subtilis (to soil, leaves and to soil and leaves) had a significant lower viral concentration compared with Control (P≤0.05) in the DAS– ELISA test.
Key words: plant growth promoting rhizobacteria, systemic acquired resistance, systemic induced resistance,Cucurbita pepo cv. Zucchinni grey.

INTRODUCCIÓN
Debido a su potencial destructivo y difícil manejo, las enfermedades virales de la calabaza (Cucurbita pepo L.) son de gran importancia en la producción comercial de este cultivo (Zitter et al., 2004). El Cucumber mosaic virus (CMV, virus mosaico del pepino) afecta a la calabacita donde ocasiona pérdidas económicas de gran importancia (Conti et al., 2000). Las enfermedades virales han cobrado gran importancia en los últimos años, debido a que su manejo se ha basado principalmente en la obtención de variedades resistentes, saneamiento y prevención sin que hasta el momento exista algún producto parecido a un viricida, con el cual se les pueda combatir con éxito una vez que las plantas están infectadas (Ponz, 2000). La resistencia sistémica es una alternativa con gran potencial de aplicación para el manejo de enfermedades virales. Actualmente, se conocen dos tipos de resistencia, la resistencia sistémica adquirida (RSA) y la resistencia sistémica inducida (RSI). La RSA puede ser inducida por agentes bióticos (tales como patógenos atenuados) o abióticos (como compuestos químicos) y se asocia al incremento de la concentración de la fitohormona salicilato y a la producción de proteínas relacionadas con patogénesis (PRP). La RSI es estimulada por rizobacterias promotoras del crecimiento y se asocia a la mayor sensibilidad a las fitohomonas etileno y jasmonato sin producción de proteínas relacionadas con patogénesis. Ambos mecanismos pueden resultar en una resistencia general de las plantas hacia diversos patógenos (Pieterse et al., 1996; Kloepper et al., 2004).
Se sabe que plantas de tabaco resistentes al Tobacco mosaic virus (TMV) sintetizan diversas proteínas relacionadas con patogénesis (PRP) poco después de la infección y que la aplicación exógena de ácido acetil salicílico (AAS) induce la expresión de los genes que sintetizan éstas PRP y con ello la resistencia de las plantas al virus (Malamy et al., 1990) u otros fitopatógenos como bacterias y hongos (Chivasa et al., 1997). En calabacita se ha encontrado que el ácido acetil salicílico podría funcionar como un compuesto que transmite la señal de resistencia contra el Tobacco necrosis virus (Metraux et al., 1990). Diversas especies de bacterias de los géneros Pseudomonas Bacillus han sido utilizadas para inducir resistencia sistémica contra enfermedades producidas por diferentes hongos, bacterias, nematodos y virus en cultivos como jitomate, pepino, chile y cacahuate (Vallad y Goodman, 2004). La presente investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de Bacillus subtilis y el ácido acetil salicílico contra Cucumber mosaic virus en plantas de calabacita (Cucurbita pepo L. var. Zucchini grey) y proporcionar evidencia indirecta de que los mecanismos de resistencia (RSA y RSI) pueden ser activados en esta variedad.

MATERIALES Y MÉTODOS
El presente trabajo se realizó en el invernadero de Virología Agrícola del Departamento de Parasitología Agrícola de la Universidad Autónoma Chapingo ubicado en el municipio de Texcoco, Estado de México.
Siembra y trasplante de calabacita
Se sembraron semillas de calabacita variedad Zucchini grey de la empresa Caloro®, en charolas de plástico negro de 128 cavidades conteniendo un sustrato estéril (peatmoss). La charola fue regada diariamente hasta la emergencia de las plántulas y después cada tres o cuatro días de acuerdo con la humedad observada en el sustrato. Una vez emergidas las plántulas, éstas se trasplantaron a vasos de unicel de 500 ml de capacidad que contenían suelo de monte esterilizado con bromuro de metilo.
Aplicación de tratamientos
Se establecieron cinco tratamientos bajo un diseño completamente al azar con ocho repeticiones (plantas de calabacita) cada uno. Los tratamientos evaluados fueron: a) Bacillus subtilis aplicado al suelo; b) B. subtilisaplicado al follaje; c) B. subtilis aplicado al suelo y al follaje; d) ácido acetil salicílico aplicado al follaje (AAS) y e) testigo.
En el caso de Bacillus subtilis, se utilizó el producto comercial Biologic® (Gustafson LLC, USA), el cual consiste en un concentrado soluble de esta bacteria más ácidos húmicos. Este producto se aplicó al sustrato de germinación de la semilla en el almácigo a una dosis de 5 ml·litro–1 de agua con un aspersor manual a partir del momento de la siembra, y posteriormente, al suelo una vez realizado el trasplante de las plántulas. En el caso de la aplicación al follaje, las aspersiones se realizaron hasta punto de goteo a una dosis de 5 ml·litro–1 de agua con un aspersor manual a partir del momento de la emergencia de las plántulas y hasta el final del experimento. La aplicación simultánea del producto al suelo y al follaje se realizó en la forma, dosis y tiempos antes indicados. El AAS se aplicó al follaje hasta punto de goteo a una dosis de 1 g·litro–1 de agua con un aspersor manual a partir del momento de la emergencia de las plántulas. En este caso el AAS fue diluido primeramente en aproximadamente 2 ml de alcohol etílico 96%, y posteriormente, en el agua. En todos los casos anteriores, la aplicación de los productos se realizó cada tercer día hasta el momento de la evaluación del experimento. Debido al tamaño de las plantas, durante la etapa de almácigo y las tres primeras semanas después del trasplante se prepararon 50 ml de cada producto y posteriormente 100 ml hasta la evaluación del experimento. El tratamiento testigo consistió en plantas de calabacita inoculadas con CMV sin aplicación de los productos antes indicados.
Inoculación del Cucumber mosaic virus
Las plantas de todos los tratamientos fueron inoculadas mecánicamente con Cucumber mosaic virus a los 20 días de edad (tres días después del trasplante), utilizando como fuente de inóculo 2 g de tejido foliar aproximadamente de una planta de tabaco infectada con dicho virus que mostraba síntomas de mosaico, el cual fue macerado en una solución amortiguadora de fosfatos 0.025M pH 7.2 + DIECA (ácido dietilditiocarbámico).
Variables evaluadas
Con el propósito de conocer si existían diferencias en el peso de biomasa fresca de las plantas de cada tratamiento, a los 18 días después de la inoculación del CMV, con unas tijeras de podar se cortaron ocho plantas a la altura del cuello de cada uno de ellas y se metieron en bolsas de plástico previamente etiquetadas con el nombre del tratamiento para su traslado al laboratorio. En laboratorio se pesó cada planta de manera individual en una balanza granataria.
El tejido foliar de las ocho plantas de cada tratamiento fue sometido a la prueba de DAS–ELISA siguiendo el protocolo establecido por el proveedor de los antisueros (AGDIA, USA) para detectar de manera cuantitativa alCucumber mosaic virus en cada una de ellas. Al final de la prueba se registraron los valores de absorbancia en un lector de ELISA Dynatech, Minireader II a 405 nm obtenidos en cada una de las plantas de los diferentes tratamientos. El criterio utilizado para discriminar muestras positivas fue el propuesto por Peralta y Frías (1987) consistente en la media más dos veces la desviación estándar de los testigos negativos.
Análisis estadístico
La homogeneidad de varianzas y normalidad de los datos fue comprobada en el paquete estadístico MINITAB 13.1 para las variables peso de biomasa fresca (P≤0.05) y absorbancia (P≤0.05). El análisis de la varianza se realizó utilizando el modelo general lineal (MGL). Para la comparación de medias se utilizó la prueba de Tukey (P≤0.05). Todos los cálculos se realizaron utilizando el paquete estadístico SAS 8.1.

RESULTADOS
Peso de biomasa fresca
Los resultados del análisis de la varianza del peso de biomasa fresco mostró diferencias significativas entre las plantas tratadas con B. subtilis, ácido acetil salicílico y el testigo (P≤0.05). Las plantas de calabacita que fueron tratadas con B. subtilis aplicado al suelo y ácido acetil salicílico aplicado al follaje tuvieron mayor tamaño y peso de biomasa fresca comparadas con el tratamiento testigo (Cuadro 1Figura 1).


Concentración viral
De acuerdo con el criterio de Peralta y Frias (1987) utilizado en esta investigación, el valor umbral para determinar a una muestra como positiva fue de 0.347 unidades de absorbancia a 405 nm. Con base en lo anterior, sólo los tratamientos de ácido acetil salicílico aplicado al follaje y el testigo fueron positivos al CMV (Cuadro 2).
El análisis de varianza de la absorbancia mostró diferencias significativas entre las plantas tratadas con B. subtilis, ácido acetil salicílico y testigo (P≤0.05). Las plantas de calabacita que fueron tratadas con B. subtilisaplicado al suelo, al follaje y la aplicación simultánea al suelo y al follaje tuvieron valores de absorbancia menores al testigo no tratado (Cuadro 2).

DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos en el presente trabajo mostraron que B. subtilis aplicado al suelo y ácido acetil salicílico aplicado al follaje incrementaron significativamente el peso de biomasa fresca de plantas de calabacita var. Zucchinni grey. Resultados similares se han reportado con plantas de pepino infectadas con P. syringae pv.lachrymans y tratadas con Bacillus subtilis cepa GB03, Bacillus pumilus INR7 y Curtobacterium flaccumfacienscon la finalidad de evaluar resistencia sistémica inducida y severidad, donde se observó una promoción significativa del crecimiento en las plantas inoculadas con estas bacterias comparada con el tratamiento testigo que no fue tratado (Raupach y Kloepper, 2000).
Por otro lado, un valor muy alto en peso de biomasa fresca y similar al del tratamiento Bacillus subtilis aplicado al suelo se obtuvo en el tratamiento con ácido acetil salicílico. Este comportamiento es diferente del reportado por López y Scott (1997) quienes mencionan que el crecimiento del tallo de explantes de papa se inhibe con la aplicación de ácido acetil salicílico a una concentración de 0.018 a 0.180 g·litro–1, o bien, en el caso del frijol donde al aplicar 0.25 a 0.5 g·litro–1 de ácido acetil salicílico se registró una fuerte pérdida de peso de discos foliares de esta especie que no se observó cuando se utilizó una concentración de 0.1 g·litro–1 (Canakci, 2003).
Las plantas tratadas con Bacillus subtilis aplicado al follaje tuvieron un peso de biomasa fresca inferior al registrado en el caso de la aplicación de Bacillus subtilis al suelo. Lo anterior se debe a que las bacterias del género Bacillus son habitantes comunes del suelo y no del follaje (Olsen y Baker, 1967). Se esperaba que la aplicación simultánea de Bacillus subtilis al suelo y al follaje incrementara el peso de biomasa fresca al incrementar la superficie de contacto de esta bacteria con la planta que pudiera influir en un mayor estímulo de los mecanismos de defensa.
El menor peso de biomasa fresca registrado en el tratamiento testigo puede atribuirse a la infección viral, ya que se sabe que uno de los efectos de estos patógenos en las plantas es precisamente una disminución en su crecimiento. Plantas infectadas por Cucumber mosaic virus pueden quedar achaparradas en grado considerable o morir por la infección ocasionada por el virus (Agrios, 2004). En el caso del pepino, se observa que a los cuatro o cinco días después de haberse producido la inoculación con Cucumber mosaic virus, todo crecimiento posterior disminuye drásticamente y las plantas se quedan enanas, debido a que los entrenudos y pecíolos del tallo se acortan y a que las hojas se desarrollan sólo a la mitad de su tamaño normal (Conti et al., 2000). La infección causada por el Cucumber mosaic virus ocasiona una disminución del crecimiento en plantas de calabacita (Agrios, 2004).
Los tratamientos en los que se aplicó Bacillus subtilis resultaron negativos al Cucumber mosaic virus en la prueba de DAS–ELISA y sus valores de absorbancia fueron muy similares entre sí y diferentes estadísticamente de los registrados en los tratamientos testigo y ácido acetil salicílico. De acuerdo con van Loon et al. (1998), las bacterias promotoras del crecimiento, como Bacillus sp., constituyen uno de los diversos grupos de microorganismos asociados a las plantas con el potencial de inducir mecanismos de defensa. En este sentido, los bajos valores de absorbancia observados en las plantas tratadas con Bacillus subtilis pueden ser el resultado de la inducción de los mecanismos de resistencia en la planta, inhibición en la replicación viral o a su dilución por efectos de crecimiento de la planta.
Por otro lado, se observó que la aplicación del ácido acetil salicílico al follaje no afectó la concentración deCucumber mosaic virus comparadas con el testigo. Adicionalmente, se observó un incremento en el crecimiento de las plantas. Esta combinación tiene un potencial negativo en el manejo de la enfermedad provocada por CMV en el cultivo de calabacita en campo, pues estas plantas servirían como fuente de inóculo.
Por el contrario, las plantas tratadas con Bacillus subtilis (ya sea al suelo o al follaje) tuvieron un mayor peso de biomasa fresca comparado con el testigo y además resultaron negativas a Cucumber mosaic virus (Cuadro 2). No obstante, es más conveniente la aplicación de Bacillus subtilis al suelo ya que puede obtenerse un mayor peso de biomasa fresca y una disminución considerable de la concentración del Cucumber mosaic virus en las plantas con la ventaja adicional de su fácil aplicación y menor costo comparado con la aplicación simultánea de esta misma bacteria al suelo y al follaje.

CONCLUSIONES
La aplicación de Bacillus subtilis redujo la concentración de Cucumber mosaic virus en plantas de calabacita. El ácido acetil salicílico no afectó la concentración de Cucumber mosaic virus en plantas de calabacita. La aplicación de Bacillus subtilis al suelo y ácido acetil salicílico al follaje a plantas de calabacita var. Zuchini incrementó el peso de biomasa fresca. La aplicación de Bacillus subtilis aumentó el crecimiento y redujo la concentración de Cucumber mosaic virus en calabacita.

LITERATURA CITADA
AGRIOS, G. N. 2004. Plant Pathology. 5th ed. Ed. Academic Press. San Diego, Califoria. USA. 952 p.       

CANAKCI, S. 2003. Effects of acetyl salicylic acid on fresh weight pigment and protein content of bean leaf discs(Phaseolus vulgaris L.). Acta Biologica Hungarica 54: 385–392.        

CHIVASA, S.; MURPHY, A. M.; NAYLOR, M.; CARR, J. P. 1997. Salicylic acid interferes with tobacco mosaic virus replication via a novel salicylhydroxamic acid–sensitive mechanism. The Plant Cell 9: 547–557.       

CONTI, M.; GALLITELLI, D.; LISA, V.; LOVISOLO, O.; MARTELLI, G. P.; RAGOZZINO, A.; RANA, G. L.; VOVLAS, C. 2000. Principales virus de las plantas hortícolas. Traducido al español de J. M. MATEO BOX. Edit. Ediciones Mundi Prensa. España. 206 p.       

KLOEPPER, J. W.; CHOONG–MIN, R.; ZHANG, S. 2004. Induced systemic resistance and promotion of plant growth by Bacillus spp. Phytopathology 94: 1260–1266.       

LÓPEZ, D. H.; SCOTT, I. M. 1997. Induction of in vitro tuberization of potato microplants by acetylsalicylic acid. Journal of Plant Physiology 151: 74–78.       

MALAMY, J.; CARR, J. P.; KLESSIG, D. F.; RASKIN, I. 1990. Salicylic acid: A likely endogenous signal in the resistance response of tobacco to viral infection. Science: 1002–1004.        

METRAUX, J. P.; SIGNER, H.; RYALS, J.; WRAD, E.; WYSS–BENZ, M.; GAUDIN, J.; RASCHDORF, K.; SCHMID E.; BLUM, W.; INVERARDI, B. 1990. Increase in salicylic acid at the onset of systemic acquired resistance in cucumber. Science: 1004–1006.        

OLSEN, C. M.; BAKER, K. F. 1967. Selective heat treatment of soil, and its effect on the inhibition of Rhizoctonia solani by Bacillus subtilis. Phytopathology 58: 79–87.        

PERALTA, E. L.; FRÍAS, M. T. 1987. Manual sobre la técnica inmunoenzimática ELISA. Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria. La Habana, Cuba. 71 p.        

PIETERSE, C. M. J.; VAN WEES, S. C. M.; HOFFLAND, E.; VAN PELT, J. A.; VAN LOON L. C. 1996. Systemic resistance in Arabidopsis induced by biocontrol bacteria is independent of salicylic acid accumulation and pathogenesis–related gene expression. The Plant Cell 8: 1225–1237.        

PONZ, F. 2000. Resistencia a virus de plantas, pp. 101–118. In: Patología Vegetal. G. LLÁCER; M. M. LÓPEZ; A. TRAPERO; A. BELLO (eds.). Ed. Phytoma–España S. L. España.        

RAUPACH, G. S.; KLOEPPER, J. W. 2000. Biocontrol of cucumber diseases in the field by plant growth–promoting rhizobacteria with and without methyl bromide fumigation. Plant Disease. 84: 1073–1075.        

VALLAD, G. E.; GOODMAN, R. M. 2004. Systemic acquired resistance and induced systemic resistance in conventional agriculture. Crop Science 44: 1920–1934.         

VAN LOON, L. C.; BAKKER, P. A. H.; PIETERSE, C. M. J. 1998. Systemic resistance induced by rhizosphere bacteria. Annual Review of Phytopathology 36: 453–83.        

ZITTER, A. T.; HOPKINS, D. L.; THOMAS, C. E. 2004. Plagas y enfermedades de las cucurbitáceas. The American Phytophatological Society. Edit. Ediciones Mundi Prensa. España. 87 p.        

autorización pendiente de publicación de la 

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