Introducción

Para la producción de grana cochinilla (Dactylopius coccus Costa) se deben considerar la existencia de dos organismos involucrados, el que provee alimento del insecto (hospedero) y el insecto mismo. Entre los aspectos a considerar del hospedero figuran: especie, cultivares, edad y turgencia, que repercuten de manera directa en el desarrollo del insecto (^{Rodríguez et al., 2005, p. 323}; ^{Molero, 2010, p. 82}). ^{Coronado-Flores et al. (2015, p. 184)}; establecen que, a pesar del gran interés de los productores e investigadores por este insecto, aún es incipiente el conocimiento del efecto de la condición nutricional de los cladodios sobre el rendimiento y calidad de la grana cochinilla. Aun y cuando existen investigaciones en donde se analizan los cambios fisicoquímicos de cladodios de Opuntua ficus-indica en diferentes épocas de año (^{Pérez-Sánchez et al., 2015, p. 141}), encontrando que, en la época seca es donde se encuentra mayor contenido de grasa y carbohidratos en los cladodios en comparación con la época de lluvias (P < 0.05). Sin embargo, la proteína cruda permanece estable en ambas épocas del año (P < 0.05). En este sentido, es posible que el parasito (grana cochinilla) se exprese productivamente de acuerdo con los cambios fisicoquímicos del nopal de acuerdo con la época del año. Por lo que, se han aplicado muchas prácticas agronómicas destinadas a mejorar el estado de la planta e indirectamente la calidad del insecto (^{Rodríguez et al., 2005, p. 325}; ^{Aldama-Aguilera et al., 2005, p. 163}).

Para la infestación de la grana cochinilla sobre el hospedero (Opuntia spp), se requiere determinar cuáles son las mejores características del cladodio, sobre todo cuando se requiere de una mayor eficiencia tanto en el control como en la productividad del insecto. Específicamente, del contenido de ácido carmínico (AC) (^{FAO/OMS 2019}, ^{FAO, 2006}); colorante natural utilizado en industria textil, farmacéutica y de alimento, el cual tiene una alta demanda en el mercado (^{Gusqui, 2012, p. 28}) y por lo cual, el contenido del AC es el referente de calidad comercial de D. coccus (^{Gusqui, 2012, p. 28}); ya que, dicho contenido en esta especie de la cochinilla cultivada es mayor que en la cochinilla silvestre (D. opuntiae) (^{Flores-Hernández et al., 2006, p. 99}).

Por otra parte, ^{Tovar-Puente y Pando-Moreno (2010, p. 113)}; establecen que, la edad y otras características del hospedero son un factor importante en la producción de la grana cochinilla; puesto que, se ha observado según lo expresan algunas referencias que cladodios de entre 8 a 18 meses de edad, son más recomendables para la producción del insecto. Los cladodios menores a 8 meses son obstáculo para que el insecto concluya su ciclo biológico, mientras que las plantas mayores a 18 meses, al ser más fibrosas, impiden que las ninfas introduzcan su estilete y ello ocasiona su muerte; puesto que al no fijarse al hospedero no pueden nutrirse y aumentar de tamaño (^{Tovar-Puente, 2000, p. 12}). No obstante, se ha reportado que un pequeño número de ninfas pueden adaptarse a este tipo de cladodios (mayores a 18 meses), pero, la producción será muy escasa (^{Tovar-Puente y Pando-Moreno, 2010, p. 113}). Por el contrario, ^{Rodríguez et al. (2005, p. 328)}; señalan que una planta de mayor edad presentaría una mayor capacidad de absorción de agua y nutrientes que una de menor edad, lo cual beneficiaría positivamente al insecto, al tener un hospedero de mayor calidad.

Lo referido en el párrafo anterior, es importante para las empresas productoras de grana cochinilla (D. coccus Costa), pues ello les permitiría seleccionar con mayor precisión al hospedero a utilizar para la infestación (^{Tovar-Puente y Pando-Moreno, 2010, p. 113}; ^{Coronado-Flores et al., 2015, p. 183}). Por ello, el objetivo de esta investigación fue determinar la relación entre el peso, tamaño y edad del cladodio de nopal (O. ficus-indica) y la cantidad de grana cochinilla (D. coccus Costa) seca y el contenido de ácido carmínico bajo condiciones de invernadero.

Método

La investigación fue realizada en el ejido de Urireo, municipio de Salvatierra, estado de Guanajuato, México, con las coordenadas 100° 53’ 46’’ longitud oeste y a los 20° 12’ 56’’ latitud norte, su altura sobre el nivel del mar es de 1800 m, con un clima templado húmedo durante casi todo el año; con temperatura mínima de 2 °C, máxima de 33.4 °C y media anual de 18.1 °C y precipitación pluvial anual de 730 mm.

El nopal empleado fue el Opuntia ficus indica cultivar Atlixco. Proveniente de una plantación de 1.77 ha de terreno, establecida en hileras de este a oeste y con una distancia de plantación de 40 cm entre cada planta y 30 cm de ancho. Empleando camas de 1.60 m de ancho, con 40 cm de altura.

La producción de grana cochinilla, se llevó a cabo dentro de un invernadero de 2300 m², en el interior se contaba con 32 nopalotecas de las cuales 24 se hallaban en uso en el momento de la investigación. Cada nopaloteca se encontraba seccionada en 4 niveles separadas por 50 cm una de la otra, cada nivel a su vez dividido en 4 secciones (tendederos) en las cuales se colgaban de 40 a 60 cladodios. La producción de la grana cochinilla se llevó a cabo por el método de cladodio cortado y colgado por medio de ganchos metálicos (^{Campos y Llanderal, 2003, p. 121}; ^{Coronado-Flores et al., 2015, p. 184}).

Para la investigación se recolectaron 50 cladodios, provenientes de cinco nopalotecas, clasificados de acuerdo con su peso promedio (kg): 0.300 ± 0.032 (n = 9); 0.390 ± 0.031 (n = 9); 0.490 ± 0.030 (n = 9), 0.610 ± 0.048 (n = 8), 0.760 ± 0.055 (n = 8) y 1.090 ± 0.151 (n = 7); los cladodios entre 0.300 y 0.390 kg su edad fue de 4 meses, los de 0.490 a 0.610 kg de 6 meses y los de 0.760 a 1.090 kg de 8 meses en promedio. Cada cladodio fue pesados y medido (largo, ancho y grosor) y clasificado como joven (4 meses de edad), adulto (6 meses de edad) y maduro (≥ 8 meses de edad).

Para la selección de cada cladodio se determinó que éstos no estuvieran contaminados por algún tipo de plaga, en particular de la grana cochinilla silvestre, para asegurar que D. coccus (seleccionada para infestar al cladodio) logrará completar su ciclo biológico. El corte se realizó con un cuchillo en la parte inferior o coyuntura de los cladodios. Una vez colectados los cladodios seleccionados fueron trasladados al invernadero para someterlos a un lavado con agua para retirar las impurezas. Posteriormente, se pesó (kg) y midió (cm) cada cladodio utilizando para ello una báscula electrónica con capacidad de 1000 g y una precisión de ± 0.1 g, así como un vernier (Electronic digital caliper, Control company) y un flexómetro (acero inoxidable marca Urrea, 10 m x 30 mm).

Resultados

Los resultados descriptivos de los cincuenta cladodios (O. ficus-indica) recolectados en diferentes nopalotecas mostraron variabilidad en el peso del cladodio (CV = 45 %) y en la producción de la grana cochinilla (peso seco) (CV = 52.9 %) bajo condiciones de invernadero. Mientras que en el resto de las variables morfológicas analizadas mostraron menor variabilidad (≤18.2 %). Comportamiento similar mostró la variable contenido de ácido carmínico (AC) (CV = 13.2 %). Para esta última variable, el contenido mínimo y máximo registrado fueron de 13.6 y 25.3 %, respectivamente (Tabla 1).

Para el caso de los resultados de las correlaciones de Hays (ω2), se encontró que las variables morfológicas del cladodio están altamente correlacionadas (P < 0.05) con la clasificación del cladodio (CC) (ω2 entre 42 y 93.0 %), al igual que con la producción de grana cochinilla, expresada en peso seco, (ω2 = 0.38; P < 0.001). Sin embargo, la CC no se correlacionó (P>0.05) con el contenido de AC (ω2 = 0.06; P = 0.08). En cuanto a las correlaciones de Pearson (r), se observó que la mayoría de las variables morfológicas del cladodio estuvieron altamente correlacionadas entre sí (P < 0.001): entre 45 y 88 %; excepto, las variables ancho-grosor (r = 0.18; P > 0.05) (Tabla 2).

En cuanto a la asociación entre las variables morfológicas del cladodio con las variables de la grana cochinilla, se encontró una asociación alta y positiva entre el peso, largo y ancho del cladodio con la producción (peso seco) de cochinilla (r = 0.62; P < 0.001); mas no así con grosor del cladodio-peso seco de cochinilla (r = 0.31; P < 0.001) (Tabla 2). Mientras que, para la asociación entre el contenido de AC-variables morfológicas del cladodio, el peso y el grosor del cladodio se correlacionaron negativamente con el contenido de AC: r = -0.19 (P < 0.05) y -0.21 (P < 0.05), respectivamente. Mientras que el largo y ancho del cladodio no se correlacionaron (P > 0.05) con el contenido de AC. Finalmente, la asociación entre la producción de cochinilla (peso seco) y el contenido de AC no fue significativa: r = 0.02; P > 0.05 (Tabla 2). Aspecto que se pudo apreciar con mayor claridad con los coeficientes de regresión lineal (β0 y β1) para la producción de cochinilla y contenido de AC de acuerdo con la clasificación (edad) de los cladodios (Fig. 1).

Fig. 1 Estimación de la regresión lineal para la producción de grana cochinilla (peso seco) y contenido de AC de acuerdo con la clasificación (edad) del cladodio (Opuntia ficus-indica). 

Como se puede observar en la Fig. 1, el valor de R² (0.02) para la estimación lineal del contenido de AC determina que no es posible explicar el contenido de AC a través de la variable edad del cladodio, aun y cuando se observa que el contenido de AC disminuye (-0.226 % kg^-1 de cladodio). Además, esta constante (β1) no fue significativa (P = 0.06). Aspecto que indicaría que el contenido de AC se mantiene constante independientemente de la edad del cladodio (joven, maduro o viejo), a pesar de que la producción del insecto (medida en PS) se incrementa (0.307 g kg^-1 de cladodio; P ≤ 0.001).

Para el caso del análisis del efecto de la clasificación (edad) del cladodio sobre la morfología de éste (peso, largo, ancho y grosor) se encontró que el cladodio viejo fue el que presentó mayores dimensiones morfológicas (P < 0.05) en comparación con los cladodios jóvenes y maduros (Tabla 3).

De la misma forma, la edad del cladodio afectó (P < 0.001) la cantidad (peso seco) de grana cochinilla producida cladodio^-1; siendo los cladodios viejos donde se encontró mayor peso seco de cochinilla (2.5 ± 0.10 g) vs cladodios jóvenes y maduros: 1.2 ± 0.09 y 1.6 ± 0.10 g de cochinilla cladodio^-1, respectivamente; estos promedios son diferentes entre sí (P < 0.05). En cuanto al contenido de AC, éste no fue afectado por la clasificación del cladodio (P > 0.05): 18.2 a 19.3 % (Tabla 3).

Discusión

En esta investigación, la evaluación morfológica del hospedero de D. coccus determinó que, a pesar de la variabilidad (CV) en el peso de los cladodios y de la variabilidad de la producción de la grana cochinilla, evaluada en peso seco (PS), la variabilidad del contenido de AC fue homogénea (Tabla 1). Aspecto que concuerda con los hallazgos en el análisis de la correlación (Tabla 2): el PS no se correlacionó con el contenido de AC, a pesar de que el PS se incrementa en los cladodios maduros y viejos, respecto al cladodio joven (Fig. 1). Lo que sugiere que, los cladodios clasificados como viejos proporcionaron un mejor hábitat (P < 0.05) para la grana cochinilla, ello expresado en peso seco (PS) (Tabla 3 y Fig. 1); pero, el contenido de AC no sigue dicho comportamiento. Aspecto que no concuerda con lo observado por ^{Méndez (2001, p. 76)}; en donde se comenta que la edad adecuada para una mayor producción del insecto y contenido de AC es cuando el cladodio tiene entre 8 y 20 meses, registrando valores de entre 1 y 2 g de cochinilla seca por cladodio. Sin embargo, el estado fisiológico y nutricional e incluso la edad de la penca limitan la producción de D. coccus (^{Campos-Figueroa y Llanderal-Cázares, 2003}; citado por ^{Méndez-Gallegos et al., 2010, p. 229)}. Pero, el contenido de AC oscila entre 15 y 19 % en función del peso seco del insecto. Aunque se ha observado que existen valores altos de población del insecto que producen menor cantidad de AC (^{Méndez-Gallegos et al., 2010, p. 232}). Aspecto que concuerda con lo observado en esta investigación.

El hecho de que el contenido de AC no se modifique (P > 0.05) por efecto de la edad del cladodio (Tabla 3), posiblemente se debió a: I) aun y cuando los cladodios < 6 meses presentan menor turgencia, menor cantidad de lignina estas características no promueven la producción de insectos; II) por el contrario un cladodio viejo (≥ 8 meses) presentan mayor turgencia, mayor cantidad de lignina, menor cantidad de agua o de nutrimentos, mayor producción de oxalatos en las plantas, en respuesta a la exposición de la plaga (^{Méndez-Gallegos et al., 2010, p. 231}) lo cual predispone a un menor contenido de AC. En este sentido, se ha observado que una respuesta ante al ataque de plagas incrementa la concentración de oxalatos (^{Patra y Saxena, 2010, p. 1200}). Pero, además, la concentración de oxalatos en plantas autóctonas de las zonas tropicales y subtropicales aumenta a medida que la planta madura y, en consecuencia, a medida que crece se vuelve más tóxica, por lo que el pico de toxicidad se encuentra en la madurez de las plantas (^{Rahman et al., 2013, p. 538}). Lo que como se comento puede predisponer a un menor contenido de ácido carmínico en el insecto.

Conclusión

Para un sistema de producción de grana cochinilla en invernadero, se pueden usar cladodios a partir de 4 meses de edad y hasta los 8 meses. No obstante, a menor edad menor producción de grana cochinilla y mayor calidad del insecto, puesto que, el contenido de ácido carmínico en cladodios jóvenes es similar al contenido de AC en cladodios maduros o viejos. Sin embargo, es necesario investigar por qué la producción de D. coccus, bajo condiciones de invernadero presenta dicho comportamiento.