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Biopesticides: Preliminary studies for the evaluation of extracts and pure compounds extracted from Senecio filaginoides DC (Asteraceae) with potential applications in agrochemical.

Biopesticidas: Estudios preliminares para la evaluación de extractos y compuestos puros extraídos de Senecio filaginoides DC (Asteraceae) con potenciales aplicaciones en agroquímica.

Alicia Marchiaro1, Aida Martínez2, Luz Arancibia3 1aliciam@unpata.edu.ar, 2aidamartinez@ing.unp.edu.ar, 3luz@unpata.edu.ar

Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco Comodoro Rivadavia – Argentina

Artículo de Investigación

Abstract

Aromatic plants, known to be rich in active principles, may play an important role in plant-plant interactions and are a primary source of potential allelochemicals, which may constitute biopesticides. The production and accumulation of secondary metabolites, which inhibit and / or stimulate germination and the development of other plants, is an important mechanism in the interactions between plants. The non-volatile fraction of the aerial parts of Senecio filaginoides DC, was obtained from an ethanolic extract and the compound, 9-oxo-furanoeremophilane, was isolated and identified. The ethanolic extract and its main constituent were tested in concentrations of 2, 5 and 10% and 0.1; 0.2; 0.3; 0.4 and 0.5 mg/ mL, respectively, to determine allelopathic activity in vitro on the germination of dicotyledon and monocotyledon seeds of different species and their root growth. The ethanolic extract had an activity like regulator of effective growth and dose-dependent inhibitors, the species evaluated and of both the germination and radicle growth. The majority component is not active. The possible allelopathic activity of ethanolic extract and 9-oxo-furanoeremophilane of Senecio filaginoides DC is reported.

Keywords: Senecio filaginoides, biopesticides, allelopathic activity, root growth, germination Resumen

Las plantas aromáticas, conocidas por ser ricas en principios activos, pueden desempeñar un papel importante en las interacciones planta-planta y constituyen una fuente primaria de aleloquímicos potenciales, los que pueden constituir biopesticidas. La producción y acumulación de metabolitos secundarios, que inhiben y/o estimulan la germinación y el desarrollo de otras plantas, es un mecanismo importante en las interacciones entre las plantas. La fracción no volátil de las partes aéreas de Senecio filaginoides DC se obtuvo a partir de un extracto etanólico además se aisló e identificó el compuesto 9-oxo-furanoeremofilano. El extracto etanólico y su constituyente principal se ensayaron en concentraciones de 2, 5 y 10 % y 0,1; 0,2; 0,3: 0,4 y 0,5 mg/mL respectivamente, para determinar su actividad alelopática in vitro sobre la germinación de semillas de diferentes especies de dicotiledódenas y monocotiledóneas, así como también su crecimiento radicular. El extracto etanólico tuvo una actividad como regulador de crecimiento efectivo, dependientes de la dosis y de la especie evaluada, tanto de la germinación como del crecimiento radicular. El componente mayoritario no resultó activo frente la especie estudiada. Se informa de la posible actividad alelopática del extracto etanólico y del 9-oxo-furanoeremofilano de Senecio filaginoides DC.

Palabras Claves: Senecio filaginoides, biopesticidas, actividad alelopática, crecimiento radicular, germinación.

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Actas de Ingeniería Volumen 3, pp. 165-172, 2017

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1. Introducción

La agricultura depende, en gran medida, de la Industria Química Orgánica, a través de la producción de fertilizantes nitrogenados, plaguicidas y reguladores del crecimiento vegetal. Los fertilizantes están basados fundamentalmente en productos inorgánicos (amoníaco, nitrato de amonio y sulfato de amonio) aunque incluyen también productos orgánicos como la urea. Los reguladores del crecimiento, que se utilizan para mejorar el enraizamiento y el volumen de las plantas, constituyen sólo una pequeña parte de los productos agroquímicos en cuanto a los plaguicidas, constituyen la parte más importante de la Industria Agroquímica [1].

En la actualidad, el control y lucha contra las plagas y enfermedades de plantas y las malas hierbas se realiza mayoritariamente mediante el uso de pesticidas químicos. Sin embargo, el uso masivo de estos pesticidas químicos ha causado la aparición de diversos problemas, tales como el desarrollo de resistencias, la reaparición de plagas, la contaminación medioambiental, los riesgos para la salud humana y los elevados costos de producción de las cosechas [2]. Las presiones ambientales y un cambio hacia el uso de materias primas basadas en la agricultura, así como la rápida evolución de la ciencia que apoya la biotecnología, han estimulado este interés [2, 3]. El enfoque creciente en los procesos industriales sostenibles para la industria química ha resultado recientemente en una serie de nuevas iniciativas basadas en la bio-base.

Frente a esto se han desarrollado nuevos métodos de protección de cultivos que buscan aumentar la sostenibilidad de la globalidad del proceso: los biopesticidas [4, 5, 6]. Los biopesticidas se pueden definir como agentes de origen biológico utilizados para el control de plagas de plantas. Sus principales ventajas frente a los pesticidas químicos son su alta especificidad frente a las plagas diana, su inocuidad frente a animales (incluidos humanos) y otros organismos, la ausencia de efectos adversos sobre el medio ambiente (son biodegradables y no tóxicos) y la ausencia de aparición de resistencias [7, 8]. Los biopesticidas pueden ser divididos en cuatro categorías:

Bioquímicos: Son sustancias químicas constituidas por extractos de plantas y otros compuestos químicos de origen natural que causan la muerte de las plagas.

Semioquímicos: Son sustancias químicas producidas por plantas y animales que modifican el comportamiento de los individuos (insectos) que constituyen la plaga, pero sin causar su muerte. En este grupo se incluirían las feromonas.

Microorganismos: Esta categoría incluye a bacterias, algas, protozoos, hongos y virus patógenos contra determinadas plagas.

Macroorganismos: Esta categoría incluye a insectos, ácaros y nematodos que son enemigos, antagonistas o competidores naturales de una plaga.

Dentro de los pesticidas bioquímicos, están los

productos naturales como los metabolitos secundarios,

uno de los compuestos de bio-base que son foco de atención en la Biotecnología Blanca que es considerada sustentable ya que utiliza materias primas renovables [9].

La producción y acumulación de metabolitos secundarios, que inhiben y/o estimulan la germinación y el desarrollo de otras plantas, es un mecanismo importante en las interacciones entre las plantas. Las plantas han desarrollado varias estrategias para interactuar con otros organismos, para la autodefensa, la atracción sexual, la simbiosis y el desarrollo [10, 11]. Las plantas aromáticas, conocidas por ser ricas en principios activos, pueden desempeñar un papel importante en las interacciones planta-planta y constituyen una fuente primaria de potenciales aleloquímicos [12, 13].

Los metabolitos secundarios de origen vegetal se encuentran generalmente como mezclas de compuestos en compartimientos. Suelen variar en su concentración y presencia en las distintas partes de la planta y según la etapa de desarrollo. Algunos de ellos, ya presentes en la planta de origen, suelen activarse como compuestos de defensa o aumentar su concentración, ante estímulos externos. También se producirán otros nuevos como mecanismo de defensa de la planta [9]. Los efectos indirectos incluyen interferencia en la productividad de la agricultura, de los agroecosistemas y en la biodiversidad local, por causar alteraciones en la sucesión vegetal, en la estructura y composición de las comunidades vegetales y en la dominación de ciertas especies vegetales [14, 15, 16]. Los efectos observados son los resultados de una interacción compleja entre factores genéticos y ambientales [17].

La familia Asteraceae es el grupo sistemático con mayor número de plantas de las Angiospermas, comprendiendo cerca de 1.100 géneros y 25.000 especies [18]. Las plantas componentes de esta familia son muy estudiadas en cuanto a su composición química y su actividad biológica, en la medida en que, en variados casos, algunas plantas han sido usadas en el desarrollo de nuevas drogas medicamentosas, nuevos insecticidas, entre otros compuestos. Las especies de la familia Asteraceae producen frecuentemente poliacetilenos, aceites esenciales y terpenos, siendo la larga ocurrencia de lactonas sesquiterpénicas la característica química más marcada de la familia, algunas especies ya estudiadas presentaron cumarinas, esteroides y flavonoides, componentes químicos descritos como alelopáticos [19, 20].

Así pues, se hace evidente la necesidad de más estudios que puedan viabilizar el surgimiento de nuevas moléculas y componentes químicos que ayuden en el manejo de malezas en los cultivos, de forma sostenible y que pretenden sustituir los agroquímicos sintéticos ampliamente utilizados como defensivos agrícolas [15]. En este tema los constituyentes del extracto etanólico del Senecio filaginoides DC perteneciente a la familia de las Asteraceae se presentan como una alternativa válida ante los compuestos químicos tradicionales.

El género Senecio presenta alrededor de 3000 especies dispersas en casi todo el mundo a excepción de la Antártida y la región Amazónica. En Argentina se encuentran más de 270 especies distribuidas en la

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cordillera y en la Patagonia. El Senecio filaginoides De Candolle está ampliamente distribuido en las regiones áridas de Argentina, característico de las provincias patagónicas, habita desde Jujuy hasta Tierra del Fuego y se extiende a Chile [21-23]. El Senecio filaginoides DC es un arbusto hemiesférico que presenta en promedio una altura de 50 cm, un diámetro mayor de 90 cm y un diámetro menor de 70 cm [24]. Se lo conoce vulgarmente como charcao o mata mora. La hoja es sésil, de lámina simétrica y forma oblonga, desde linear, loriforme a oblonga angosta, y ápice agudo. El número de lóbulos o dientes es variable, en la variedad filaginoides en general están ausentes, presentando en algunos casos uno a tres en las hojas tectrices [24]. En la Figura 1 se describen las características botánicas de la especie estudiada.

Figura 1. Senecio filaginoides: (A) a, rama; b, capítulo; c, flor; d,

aquenio [25]; (B) Imagen fotográfica

Los ensayos de germinación y los de crecimiento de

plántulas son ampliamente utilizados debido a que son sencillos y permiten una evaluación rápida de la respuesta de una especie vegetal frente a un agente alelopático determinado. A través del presente trabajo se realiza un experimento como diseño de un bioensayo en alelopatía. Se prueba la actividad inhibitoria de la germinación como agentes alelopáticos de extractos etanólicos del Senecio filaginoides DC y del 9-oxo-furanoeremofilano, que es el componente mayoritario del extracto etanólico. Como especie receptora se puede utilizar cualquier maleza o cultivo; Macías explorando el posible uso de agentes alelopáticos como herbicidas, señaló que las malezas más comunes pertenecen a las familias compositae, umbeliferae, verbenaceae, cruciferae, solanaceae, liliaceae y gramineae [26]. En base a esto se utilizaron las siguientes especies receptoras indicadas en la Tabla 1.

Tabla 1. Especies receptoras de la actividad alelopática

Familia Especie

Dicotiledóneas Cruciferae Lepidium sativum L. (Berro) Solanaceae Lycopersicum esculentum L. (Tomate)

Monocotiledóneas Poaceae Lolium multiflorum (Césped)

2. Materiales y Métodos

Se efectuaron ensayos alelopáticos con extractos etanólicos de Senecio filaginoides DC y con un compuesto puro aislado del extracto. Las técnicas de desarrollo utilizadas se realizaron in vitro.

2.1 Recolección del material vegetal

El Senecio filaginoides DC fue colectado en el área de

estudio comprendida en el departamento Escalante, a 3 km al norte de la ciudad de Comodoro Rivadavia,

Chubut, Argentina. Esta especie se halla inscripta en la Provincia Patagónica, distrito florístico Central subdistrito Chubutense [27]. A fin de tener un registro del material vegetal, se marcaron 5 ejemplares para su registro fenológico y luego se herborizaron. Se marcaron en el inicio de floración 5 inflorescencias, se observaron in situ con una lupa 12x las etapas en el desarrollo de las flores y fruto.

Se recolectó material compuesto por hojas jóvenes, hojas adultas y ramas no lignificadas para someter luego al tratamiento adecuado. Se colocaron en bolsas de polietileno, permaneciendo breve tiempo el material dentro de las mismas a efectos de evitar la formación de mohos y pérdida de esencias. Un ejemplar fue depositado e identificado en el Herbario Regional Patagónico de la Facultad de Ciencias Naturales de la UNPSJB bajo el número de herbario: HRP 6159-6170.

2.2 Extracción y aislación de los compuestos

Obtención del extracto alcohólico. El extracto

alcohólico se obtuvo de las partes aéreas de la planta de S. filaginoides, mediante la maceración de 200 g de material vegetal con etanol 96%, durante 72 horas en frío. Posteriormente se filtró con malla multifilamento y se almacenó en refrigeración hasta su uso y fue considerado como extracto etanólico al 100%.

Obtención del 9-oxo-furanoeremofilano. Parte del extracto etanólico se concentró a presión reducida y se llevó a sequedad en estufa de vacío. Luego se sometió a una cromatografía en columna rápida a baja presión, en fase normal, utilizando Sílica gel 60, Merk 230-400 mesh, ASTM. Se realizaron cromatografías en capa fina (CCF), utilizando placas de Sílica gel 60 F254 (Merck), para analizar, las distintas fracciones obtenidas de la cromatografía en columna. El sistema de solventes utilizado fue n-hexano-acetato de etilo (9:1). El reactivo de revelado fue ácido sulfúrico (H2SO4) al 25 % y calor, 120°C durante 2 minutos.

La fracción 2 produjo cristales de color amarillo que fueron investigados mediante técnicas espectroscópicas de RMN 1H, RMN 13C, HSQC, HMBC, COSY, EM, IR., [28] determinándose que los cristales aislados corresponden al compuesto de la Figura 2.

10

5

1

4

2

3

8

7

9

6

O

12

11

O

CH315

CH314 CH3

13

H

Figura 2. Estructura del compuesto: 9-oxo-furanoeremofilano

El compuesto 9-oxo-furanoeremofilano se puede considerar como derivado del hidrocarburo eremofilano. Un proceso de oxidación en la cadena alquílica en C-7 y C-8 con una posterior ciclación en C-8, puede generar estos grandes grupos de eremofilanos ampliamente distribuidos en el

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reino vegetal. Estos esqueletos principales generalmente se encuentran muy funcionalizados. Los sustituyentes más comunes son grupos hidroxilos, éteres, epóxidos, ésteres y cetonas en las posiciones 1, 6 y 9 [29].

Preparación de la solución del 9-oxo-furanoeremofilano. El compuesto tiene baja solubilidad en agua por lo que se disolvieron 6 g del compuesto aislado (9-oxo-furanoeremofilano) en 100 mL de dimetilsulfóxido (DMSO) y se consideró como solución madre. Como control se utilizó una solución de 6 mL de DMSO en 100 mL de agua destilada. Los controles realizados con esta mezcla sola no mostraron diferencias apreciables en comparación con los controles en agua corriente estéril.

2.3 Bioensayos

Se utilizó un bioensayo basado en la germinación de

semillas de dicotiledóneas de Lepidium sativum L. (Berro), Lycopersicum esculentum L. (Tomate) y de semillas monocotiledóneas de Lolium multiflorum (Césped) y posterior crecimiento radicular para estudiar los efectos alelopáticos del extracto etanólico de S. filaginoides. El mismo bioensayo se realizó con el componente mayoritario aislado del extracto etanólico (9-oxo-furanoeremofilano), utilizando semillas de Lepidium sativum L.

Las semillas de Lycopersicum esculentum L. y Lolium multiflorum fueron obtenidas en el mercado comercial, pertenecen a La Germinadora SA. (www.lagerminadora.com.ar), corresponde a semillas clase identificada, con pureza y germinación establecida por ley y curadas con veneno N° de Lote 92.12.06 y N° de Lote 87.90.11, respectivamente. Las semillas de Lepidium sativum L fueron donadas por el Laboratorio de Biotecnología Vegetal de la Facultad de Química y Biología de la Universidad de Santiago de Chile.

1. Experimento 1. Las unidades experimentales fueron cajas de Petri de 90mm de diámetro. Se colocaron 25 semillas por placa, con tres repeticiones por tratamiento para las especies seleccionadas. Un lote de semillas se consideró como el control y fueron embebidas con 10 mL de agua corriente estéril. El resto de los lotes fueron tratados con 5 mL de extracto etanólico de distintas concentraciones: 2; 5 y 10 % [30]. Las placas sembradas fueron colocadas en cámara de germinación a 20 ± 1ºC, y sometidas a un fotoperiodo de 18 h de luz y 6 h de oscuridad, con una intensidad lumínica de 120 mE.cm-2s-1.

Las placas fueron revisadas diariamente a fin de detectar la germinación y luego medir el crecimiento de la raíz. Los datos obtenidos al final de los ensayos fueron el porcentaje final de germinación (%) [31, 32]. Una semilla se consideró germinada cuando la protrusión de la radícula se hizo evidente [33]. Los efectos de la elongación de las radículas se determinaron midiendo la longitud de la radícula al milímetro más próximo luego de 10 días.

2. Experimento 2. Las unidades experimentales fueron cajas de Petri de 90mm de diámetro. Se colocaron 25 semillas de Lepidium sativum por placa, con tres repeticiones por tratamiento. Un lote de semillas se consideró como el control y fueron embebidas en 5 mL de agua corriente estéril. El resto de los lotes fueron tratados con 5 mL de soluciones del 9-oxo-furanoeremofilano de distintas concentraciones (0,1; 0,2; 0,3; 0,4 y 0,5 mg/mL) preparadas a partir de la solución madre. Las placas sembradas fueron colocadas en cámara de germinación a 20±1ºC, y sometidas a un fotoperiodo de 18 h de luz y 6 h de oscuridad, con una intensidad lumínica de 120 mE.cm-2s-1. El número de semillas germinadas fue verificado diariamente. Los datos obtenidos al final de los ensayos fueron el porcentaje final de germinación (%) [31, 32]. Se consideró como criterio de germinación cuando la protrusión de la radícula se hizo evidente [33]. Los efectos de la elongación de las radículas se determinaron midiendo la longitud de la radícula al milímetro más próximo luego de 10 días.

Tratamiento estadístico de datos. Para determinar la eficacia de los distintos tratamientos en el proceso de germinación y crecimiento radicular in vitro se procedió a analizar estadísticamente los resultados obtenidos. Se utilizó para ello ANOVA comparados por el test de Tukey usando el programa Biomstat 3.2.0, siguiendo las indicaciones de [34, 35]. Las mediciones con el extracto etanólico en concentraciones al 10% no presentaron variabilidad, en el caso del Lepidium sativun, por lo que se excluyeron del análisis estadístico.

3. Resultados y Discusión

Para evaluar los posibles efectos alelopáticos del extracto alcohólico de S. filaginoides, se ensayaron la germinación y crecimiento radicular in vitro de semillas de Lycopersicum esculentum, Lepidium sativum y Lolium multiflorum, en concentraciones de 2; 5 y 10 % con fotoperiodos 18:6 luz:oscuridad. El Lepidium sativum se utilizó para evaluar los posibles efectos alelopáticos del compuesto 9-oxo-furanoeremofilano en concentraciones de 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 y 0,5 mg/mL, con fotoperiodos 18:6 luz:oscuridad. El porcentaje de germinación es un parámetro que puede ser indicativo del vigor, demuestra la porción de semillas germinando en un tiempo dado. Los resultados de este proceso donde se probaron las mismas concentraciones del extracto alcohólico en semillas de cada tipo de especies oscilaron entre 0-125% y son dependientes de la dosis utilizada.

En la Figura 3 se muestra el comportamiento germinativo de las semillas bajo los efectos del extracto alcohólico en distintas concentraciones. Se observa que los resultados son dependientes de las dosis utilizadas. Los resultados registraron bajo porcentaje de germinación para todas las especies de semillas receptoras, respecto del testigo, cuando se utilizó una concentración del 10%. En contraste los resultados obtenidos con las concentraciones de 2 y 5% son

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diferentes para todas las especies. En un primer análisis, semillas de especies de dicotiledóneas exhibieron un comportamiento similar entre ellas y diferente del comportamiento de las semillas de la especie monocotiledónea. Para el Lycopersicum esculentum se observa que para concentraciones del extracto del 2% el porcentaje de germinación superó al testigo en un 25%, observándose una estimulación de la germinación. Para

el Lepidium sativum se observa el mismo comportamiento que el anterior, con la salvedad que para ninguna concentración supera el testigo y para la germinación es total. En el caso de la monocotiledónea, Lolium multiflorum, se observa un comportamiento de la inhibición más uniforme y directamente proporcional al aumento de concentración del extracto.

Figura 3. Media ± error del porcentaje de semillas germinadas de las especies observadas en extracto alcohólico a distintas concentraciones. Se compararon las distintas especies por separado a (0; 2; 5 y 10%), letras iguales no difieren en el test de

Tukey (con un p<0,005 para Lycopersicum esculentum, y Lolium multiflorum y p< 0,05 para Lepidium sativum). (-) No analizado

Los resultados observados están en concordancia con lo reportado por Borella & Pastorini [36], que utiliza como especie aceptora el tomate. Los mismos resultados obtienen Melhorança Filho et al. [37] en un estudio de Eupatorium laevigatum sobre Latuca sativa (dicotiledónea) donde en vista de la germinación de las semillas, se observa una fuerte inhibición en el total de semillas germinadas a medida que se elevan las dosificaciones de extracto alcohólico. También existe coincidencia en que el efecto alelopático inhibitorio se observa en todas las dosificaciones probadas y las dosificaciones más concentradas (8% y 10%) inhibieron la germinación de todas las semillas en el primer conteo de germinación y afectó drásticamente el total de semillas germinadas al final de la prueba de germinación, donde sólo el 1% de las semillas eclosionó [36, 37]. Resultados similares fueron encontrados por Silva et al [38] donde relatan que extractos alcohólicos de Piper Hispidinervum interfirieron en la germinación de semillas de lechuga principalmente en las dosificaciones del 8% y 10%, tal cual lo observado en ese estudio. Las mismas observaciones se presentan en el trabajo realizado por Fritz et al [39] que trabajó con extractos etanólicos de Hypericum myrianthum y H. polyanthemum en el rango de concentraciones coincidentes con nuestro trabajo. Yaber Grass et al. [40] también evaluaron la interferencia alelopática de extractos de S. grisebachii en los cereales de invierno con resultados positivos.

Por otro lado, en el estudio del crecimiento de la raíz en los experimentos se tomó como parámetro la protrusión radicular. Se observó que los extractos a concentraciones de 2% mostraron un estímulo en el crecimiento radicular para todas las especies, de semillas monocotiledóneas y dicotiledóneas. A concentraciones mayores, todas las concentraciones ensayadas, afectaron el crecimiento de las radículas de las especies estudiadas.

Al igual que los efectos observados en la germinación de las semillas, el crecimiento radicular muestra un comportamiento diferente entre las plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas. Para el Lolium multiflorum, (monocotiledónea), se observa un comportamiento de grado de inhibición uniforme y directamente proporcional con la concentración de la dosis aplicada.

En general, la longitud de las radículas de las dicotiledóneas fue más sensible a la acción de los aleloquímicos, si se compara con las monocotiledóneas. Se han encontrado datos similares en Silveira et al [41]. Los datos descritos por Borella & Pastorini [36], observaron reducciones significativas en la longitud radicular plántulas de tomate y picón negro, cuando probaron extractos acuosos de frutos de umbu, los que están en concordancia con nuestros datos. Los controles de la longitud radicular de las plántulas de tomate fueron afectados a medida que se aumentó la concentración del extracto, exactamente como se observó en esta investigación (Figura 4).

En función de los resultados obtenidos y con respecto a la concentración de los extractos, especialmente en la menor concentración utilizada, para determinados procesos, el presente trabajo indica un estímulo del crecimiento y desarrollo de las plantas. En las mayores concentraciones utilizadas para el desarrollo de las especies en estudio, se observó una inhibición significativa en los parámetros de crecimiento, en el extracto alcohólico obtenido por maceración de las partes aéreas del S. filaginoides DC. Esta disminución podría deberse a un efecto tóxico originado por la elevada concentración del pull de compuestos que conforman el extracto o a un efecto osmótico [42-45] por lo que en trabajos futuros podría profundizarse el estudio en este aspecto.

170

Figura 4. Media ± error del crecimiento radicular de las especies observadas en extracto alcohólico a distintas concentraciones.

Se compararon las distintas especies por separado a (0; 2; 5 y 10%), letras iguales no difieren en el test de Tukey (con un p<0,001 para Lycopersicum esculentum, y Lolium multiflorum y p< 0,0005 para Lepidium sativum). (-) No analizado

Ferreira y Aquila [46] reportan que el crecimiento

inicial de las plántulas es más sensible que la germinación, ya que para cada semilla el fenómeno es discreto, germinando o no. En general, las raíces son más sensibles a las sustancias presentes en los extractos en comparación con las otras estructuras de las plántulas [47]. Esto se debe a que las raíces están en contacto directo y prolongado con el extracto (aleloquímicos) en relación a las demás estructuras de las plántulas [48] y/o a un reflejo de la fisiología distinta entre las estructuras [49]. Por otra parte, el estado nutricional es un atributo fisiológico de las plantas que afecta básicamente procesos como la regulación del crecimiento, el flujo de energía y la síntesis de los complejos moleculares que componen las plantas [50].

Según Einhellig [51], los efectos alelopáticos resultan de la acción conjunta de varias sustancias porque los compuestos aleloquímicos se encuentran generalmente en una concentración muy baja en el ambiente natural. También debe considerarse que las condiciones utilizadas para estudiar los efectos de las sustancias aleloquímicas in vitro pueden diferir de las condiciones reales del suelo. Obviamente, los métodos empleados para demostrar los efectos alelopáticos de ciertos extractos no pueden concluir más que la existencia de sustancias alelopáticas en el material vegetal. En consecuencia, no es posible inferir o incluso extender tales hallazgos a condiciones de campo debido a la ocurrencia simultánea de los factores bióticos y abióticos que pueden influir en este fenómeno [30, 51].

En nuestros ensayos, en los procesos en general de germinación y crecimiento in vitro se ha obtenido, como respuesta a los tratamientos, resultados satisfactorios para proyectar y continuar evaluando a S. filaginoides DC como una especie con potenciales efectos alelopáticos.

El estudio de los posibles efectos alelopáticos del 9-oxo-furanoeremofilano se realizó dado que este compuesto presenta una importante actividad microbiana que fue estudiado por nuestro grupo [28] al igual que los aceites esenciales de otras especies del género Senecio [52]. En los ensayos realizados en este trabajo no se observan variaciones significativas respecto del control de ninguno de los parámetros medidos para el compuesto

puro 9-oxo-furanoeremofilano frente al Lepidium sativum (Figura 5). Esto está en contraposición con lo observado por Burgueño et al. [53], que mostraron actividad fitotóxica en la inhibición del crecimiento radicular de L. sativa. Sin embargo, Dominguez et al [54] observaron que varios compuestos de furanoeremofilanos obtenidos del Senecio otites como: el 6-angeloyloxy-1,10-dehydrofuranoeremophilan-9-one, el 6 -hydroxy-1,10-dehydrofuranoeremophilan-9-one, y el 6 -propionyloxy-1,10-dehydrofuranoeremophilan-9-one no tuvieron efectos fitotóxicos sobre L. sativa, tanto en la germinación como en el crecimiento radicular.

Figura 5. Media ± error en porcentaje de semillas germinadas y crecimiento radicular del Lepidium sativum en soluciones de 9-oxo-furanoeremofilano a distintas concentraciones. No hubo

efecto significativo de la concentración en los distintos experimentos

Otros estudios han demostrado que los

furanoeremofilanos aislados de Ligularia macrophylla presentaban una fitotoxicidad selectiva contra la monocotiledónea Agrostis stolonifera mientras que eran infecciosos para la dicotiledónea L. sativa [55]. Una observación que debería ser considerada es que la especie elegida como receptora (Lepidium sativum) presenta un bajo porcentaje de germinación en comparación con las otras especies estudiadas (Figura 3). Sería aconsejable evaluar los efectos alelopáticos del 9-oxo-furanoeremofilano frente a otras especies receptoras antes de concluir la ausencia de actividad alelopática del compuesto puro.

171

4. Conclusiones Este es el primer estudio para evaluar la interferencia

alelopática de la especie Senecio filaginoides DC en semillas de especies de plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas y podría ser útil para desarrollar nuevas estrategias biológicas para lograr una agricultura libre de sustancias agroquímicas de síntesis.

Un hallazgo notable del presente estudio es que el extracto etanólico inhibió significativamente la germinación de las semillas de las especies tanto monocotiledóneas como de las semillas dicotiledóneas in vitro. No obstante, el efecto sobre la germinación y la longitud de la raíz se observa más sostenido en las semillas de la especie monocotiledónea dependiendo de la dosis testeada.

Los resultados de la evaluación preliminar de la interferencia alelopática de Senecio filaginoides DC, representa una buena alternativa para desarrollar nuevas estrategias biológicas para lograr una agricultura sostenible.

Por lo tanto, podría ser potencialmente usado como un herbicida seguro y amigable con el medio ambiente para desarrollar nuevos métodos de manejo de malezas bajo sistemas de agricultura orgánica.

Se deben ampliar a otras especies receptoras los ensayos alelopáticos del 9-oxo-furanoeremofilano. Esto nos incentiva a continuar en la línea de trabajo a fin de completar estos estudios.

Agradecimientos

Queremos agradecer a la Universidad Nacional de la

Patagonia San Juan Bosco por el apoyo financiero en el Proyecto de Investigación 10/E 121. Además, a la Dra. María Elena Arce por su participación en la selección y clasificación de la especie estudiada.

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