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INTRODUCCIÓN
Los productos de las plantas aromáticas y medicinales se han utilizado ampliamente desde hace tiempo; las familias Asteraceae, Apiaceae y Lamiaceae son importantes desde el punto de vista de la producción de aceite esencial y por su actividad biológica (Bernáth, 2009). En Asteraceae, representada por 1911 géneros y 32,913 especies (The Plant List, 2013), destaca la presencia de compuestos químicos como alcaloides, monoterpenos, sesquiterpenos, lactonas, triterpenos, limonoides, aminas insaturadas, benzopiranos y terpenoides, con importante actividad biológica (Simmonds et al., 1992). No obstante que las plantas en general representan una enorme reserva de compuestos biológicamente activos contra enfermedades y plagas (Stoll, 2000), las investigaciones en México sobre plantas aromáticas con importante actividad biológica han sido escasas.
Dentro de Asteraceae, el género Tagetes (tribu Tageteae) se compone de alrededor de 55 especies distribuidas principalmente en el continente americano, cerca de la mitad se localiza en México (Serrato, 2014) y la mayoría es aromática debido a la presencia de aceites esenciales en toda la planta (Poli et al., 1995). La composición química del género Tagetes varía entre especies y está determinada genéticamente y modulada ambientalmente; además, cada tipo de compuesto se acumula predominantemente en órganos específicos de la planta (Marotti et al., 2004). En el caso de factores ambientales como el clima y la composición del suelo, en general estos influyen en la presencia de compuestos en la planta, incluso entre individuos de la misma especie (Karousou et al., 2005).
Las especies de Tagetes de América presentan variabilidad química que no se ha estudiado ampliamente, y en el caso de México, este género se distribuye en los lugares más diversos de la geografía del país, por lo que se estima que ocurre un importante fenómeno de variabilidad en el perfil de aceites esenciales (Serrato, 2014); por ejemplo, en T. minuta se reporta variación en la composición de aceite esencial asociada con la diversidad de hábitats de las muestras (Zygadlo et al., 1990) y se ha confirmado la existencia de quimiotipos (Gil et al., 2000). En T. filifolia de la región centro-sur de México también se ha registrado el mismo fenómeno (Serrato-Cruz et al., 2008).
Muchas especies y quimiotipos del género Tagetes se han revalorado como fuente de diferentes clases de metabolitos secundarios biológicamente activos (Green et al., 1991; Hernández et al., 2006) y en México recientemente varias especies de Tagetes han sido objeto de investigaciones sobre conservación, caracterización y aprovechamiento, especialmente para el desarrollo de bioplaguicidas, pero hace falta mucho por hacer (Serrato, 2014).
Tagetes lucida Cav. se distribuye como arvense-ruderal en América Central y del Sur (Turner, 1996). En México, la especie se localiza en elevaciones de 800 a 2700 msnm (Turner, 1996); en el Estado de México, T. lucida se distribuye en 22 municipios (Discover Life, 2014). Esta especie es reconocida por su aprovechamiento como planta ceremonial y en medicina tradicional (García-Sánchez et al., 2012), donde destaca su uso para atenuar la fiebre, resolver problemas menstruales, combatir la diarrea, contra los ‘aires’, protección de cultivos (Lozoya, 1999), combatir disentería por amibas, giardiasis y ascariasis (Márquez et al., 1999), para estimular el sistema inmune y regular ansiedad y depresión (Linares et al., 1995); también tiene posibilidades de uso en agricultura ecológica en el biocontrol de insectos, nematodos (Omer et al., 2015) y hongos fitopatógenos (Barajas et al., 2011). Por lo general, T. lucida crece en lugares de clima templado (Turner, 1996), posiblemente en una amplia gama de variantes edáficas, altitudinales y de relieve, las cuales no se tienen descritas en un contexto ecogeográfico de la especie.
Algunos estudios sobre la composición química del aceite esencial de T. lucida sugieren que el origen geográfico de las poblaciones parece estar relacionado con la variabilidad del contenido del aceite. En una población de plantas de Guatemala se reportó la presencia de 53 compuestos químicos con alto porcentaje de estragol (33.9 %), metil eugenol (24.3 %) y anetol (23.8 %) (Bicchi et al., 1997); en otra población, en este caso de Cuba, se registraron 40 compuestos con abundancia de estragol (96.8 %) (Regalado et al., 2011); y en muestras de Costa Rica y de México, los compuestos de mayor abundancia fueron, en el primer caso, estragol (97.3 %) (Cicció, 2004), y en el segundo, metil eugenol (80 %) y estragol (12 %) (Serrato-Cruz et al., 2007). Considerando la amplia distribución de T. lucida en México (Serrato, 2014), se esperaría encontrar relación entre la variabilidad química de la especie y los ambientes donde crece; sin embargo, este fenómeno no se encuentra documentado.
En el Estado de México, donde se distribuye T. lucida, es notable la variabilidad ambiental, además de una intensa actividad agrícola, particularmente en la región sur, en la que se producen especies hortícolas, cultivos estrechamente ligados a un alto consumo de agroquímicos. En la perspectiva de aprovechar el recurso natural de T. lucida del Estado de México como fuente potencial de bioplaguicidas, es necesario generar información básica sobre la variabilidad química del aceite esencial de poblaciones naturales. El objetivo del estudio fue identificar los compuestos químicos en el aceite esencial de poblaciones de T. lucida distribuidas en las regiones norte y sur del Estado de México y relacionarlos con las características ambientales de esos lugares, con la finalidad de contribuir al conocimiento de la fitoquímica de este recurso natural de México para su aprovechamiento.
MATERIALES Y MÉTODOS
Procedencia de las poblaciones
Tallos florales de Tagetes lucida Cav. se recolectaron en 14 sitios en el norte y sur del Estado de México (Cuadro 1). La recolecta se realizó durante septiembre a octubre de 2014 y en septiembre de 2015. Los sitios muestreados fueron georreferenciados con un geoposicionador (Garmin® modelo Etrex Summit Hc, Taipei, Taiwán) expresando las coordenadas en UTM y convertidas a unidades del sistema geodésico mediante el software conversión de coordenadas entre las proyecciones TM y Geodésicas (TMCalc) (INEGI, 2015). El material vegetal se ingresó al Herbario-Hortorio “Jorge Espinosa Salas” del Departamento de Preparatoria Agrícola de la Universidad Autónoma Chapingo.
Cuadro 1 Sitios de recolección de 14 poblaciones de T. lucida en las regiones norte y sur del Estado de México.
| Municipio (Población) | Localidad | Coordenadas Geodésicas | Elevación (msnm) | |
|---|---|---|---|---|
| Latitud | Longitud | |||
| Acambay (p1) | La Venta | 19º 56’ 4” | 99º 47’ 46” | 2660 |
| Jilotepec (p2) | San Lorenzo Oteyuco | 19º 57’ 23” | 99º 34’ 34” | 2605 |
| Atlacomulco (p3) | Autopista Toluca-Atlacomulco (Rancho Cotecito) | 19º 45’ 40” | 99º 51’ 16” | 2520 |
| Coatepec Harinas (p4) | Acuitlapilco | 18º 54’ 27” | 99º 47’ 45” | 2208 |
| Coatepec Harinas (p5) | Col. Guadalupe | 18º 53’ 35” | 99º 46’ 31” | 2081 |
| Villa Guerrero (p6) | San Felipe | 18º 55’ 31” | 99º 39’ 48” | 2045 |
| Villa Guerrero (p7) | San Felipe | 18º 55’ 33” | 99º 38’ 32” | 1960 |
| Villa Guerrero (p8) | San Felipe | 18º 54’ 39” | 99º 38’ 37” | 1955 |
| Ixtapan de la Sal (p9) | El Refugio | 18º 49’ 20” | 99º 42’ 23” | 1907 |
| Ixtapan de la Sal (p10) | Col. La Joya 3 de Mayo Linda Vista | 18º 49’ 32” | 99º 41’ 19” | 1853 |
| Coatepec Harinas (p11) | San Luis | 18º 52’ 16” | 99º 45’ 0” | 1849 |
| Ixtapan de la Sal (p12) | San Alejo | 18º 50’ 11” | 99º 43’ 31” | 1841 |
| Tonatico (p13) | La Puerta de Santiago | 18º 45’ 35” | 99º 37’ 19” | 1592 |
| Pilcaya (p14) | El Moyote | 18º 41’ 39” | 99º 34’ 51” | 1493 |
Caracterización del medio ecológico de los sitios de recolecta de las poblaciones
Para la descripción del medio ecológico se elaboraron mapas de los puntos donde se colectaron las 14 poblaciones de T. lucida. El mapa edafológico se elaboró a partir del conjunto de datos vectorial edafológico escala 1:250,000 (INEGI, 2001a); el mapa vegetación y uso de suelo se elaboró a partir del conjunto de datos vectoriales sobre Ecorregiones Terrestres de México escala 1:1,000,000 (INEGI et al., 2008). También se utilizó información de los datos vectoriales de provincias y subprovincias fisiográficas en escala 1:1,000,000 (INEGI, 2001b). Además, se elaboraron climogramas con datos de las temperaturas medias anuales y las precipitaciones medias anuales de las estaciones meteorológicas cercanas a los puntos de colecta de las poblaciones de T. lucida proporcionados por CONAGUA (2012) a través de la Red de Estaciones Climatológicas.
Extracción del aceite esencial
La extracción del aceite esencial se realizó a partir de 4 kg de tallos en floración. El material vegetal recolectado se fraccionó en partes de 2 cm mediante una picadora mecánica de aspas de rotación de fabricación nacional marca Igmar con motor Honda GX; el tejido vegetal picado se separó en cuatro muestras de 1 kg para destilación.
La extracción del aceite se hizo mediante el método de hidrodestilación, como lo describen Díaz-Cedillo y Serrato-Cruz (2011), en el Laboratorio de la Fundación Salvador Sánchez Colín, CICTAMEX, S.C. Coatepec Harinas, Estado de México. El proceso de destilación requirió de 1 h y se realizaron cuatro destilaciones (repeticiones) para cada población. El rendimiento del aceite esencial de cada población se registró en mL por 100 g de peso de tejido seco (Yáñez et al., 2011).
Análisis cromatográfico de los aceites esenciales
La identificación de los componentes de las 14 poblaciones de T. lucida se hizo por cromatografía de gases con detector de masas (Adams, 2001), mediante un cromatógrafo de gases CG 7890A (Agilent Technologies, Santa Clara, California, USA) acoplado a un detector selectivo de masas 5975C Inert MSD con un detector triple eje (Agilent Technologies, Santa Clara, California, USA) con ionización por impacto eléctrico (IE) de 70 eV y una columna HP-5ms® de 30 m × 0.25 mm de diametro × 0.25 μm (California, USA) que se empacó con 5 % difenil-95 % dimetilpolisiloxano. Las temperaturas del inyector y del detector se mantuvieron a 250 y 280 ºC, respectivamente, y se alcanzaron a una velocidad de 10 ºC min-1. La temperatura del horno se inició en 70 ºC, se mantuvo así por 1 min y se programó para alcanzar las temperaturas y la velocidad antes señaladas. La velocidad de flujo del gas acarreador (helio) se mantuvo a 1 mL min-1. Muestras diluidas (1/100) se inyectaron en acetona (v/v) de 1 μL, manualmente en modo “split” automático (para diluir) mediante un inyector 7683D (Agilent Technologies, Santa Clara, California, USA).
Los datos de abundancia relativa se obtuvieron a partir del porcentaje de área de los picos cromatográficos. Como compuestos mayoritarios se consideraron aquellos con más de 5 % de abundancia relativa y como compuestos minoritarios aquellos con menos de 5 % de abundancia relativa. Cuarenta y siete muestras se procesaron, y la identificación de los componentes se realizó por comparación de los índices de retención relativa, más los espectros de masas comparados en la base de datos NIST 05 del sistema GC-MS (National Institute of Standard and Technology) y con los datos espectrales publicados en Adams (2001).
RESULTADOS
Medio ecológico de T. lucida
Las poblaciones T. lucida se ubicaron desde 1493 hasta 2660 msnm en diferentes condiciones fisiográficas. Las características ambientales donde estuvieron distribuidas las 14 poblaciones fueron variables (Cuadro 2): suelos feozem, cambisol, planosol, luvisol, vertisol y regosol; y subtipos climáticos Cw2(w)i’g, Cw1(w)ig, Cw1(w)i’g, Cw2(w)ig, (A)Cw1(w)i’g y (A)Cw2(w)i’g, los cuales se diferenciaron por gradiente térmico, de menor a mayor temperatura. Las poblaciones del norte (Atlacomulco, Jilotepec y Acambay), ubicadas a mayor elevación (2520 a 2660 msnm) y de clima templado (Cw2(w)i’ y Cw1(w)i), se distinguieron por desarrollarse en temperaturas bajas; por ejemplo, las mínimas registradas en enero fueron entre 10 y 12 ºC. En los sitios de la región sur, de climas templado (Cw2(w)i’g) y semicálido ((A)Cw1(w)i’) situados en un intervalo de elevación de 1493 a 2208 msnm, las temperaturas mínimas de enero fueron entre 14.7 y 17.2 ºC. La temperatura media anual en la zona norte fue de 13.1 a 15.4 ºC y en la zona sur de 16.9 a 20 ºC.
Cuadro 2 Relación entre medio ecológico y moléculas mayoritarias presentes en el aceite esencial de 14 poblaciones (p) de T. lucida recolectadas en la Zona Norte y sur del Estado de México.
| Moléculas mayoritarias y condiciones ecológicas | Poblaciones | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Acambay (p1) | Jilotepec (p2) | Atlacomulco (P3) | Coatepec Harinas (p4) | Coatepec Harinas (p5) | |
| Moléculas mayoritarias (%) |
|
|
|
|
|
| Elevación (msnm) | 2660 | 2605 | 2520 | 2208 | 2081 |
| Temperatura promedio anual (º C) | 13.8 | 15.4 | 13.1 | 16.9 | 16.9 |
| Precipitación promedio anual (mm) | 68.8 | 66 | 58.5 | 86.8 | 86.8 |
| Clima | Cw2(w)i’g | Cw1(w)ig | Cw1(w)i’g | Cw2(w)ig | Cw2(w)ig |
| Suelo | Feozem | Cambisol | Planosol | Luvisol | Luvisol |
| Provincia fisiográfica | A | A | A | A | A |
Cuadro 2 Continúa.
| Moléculas mayoritarias y condiciones ecológicas | Poblaciones | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Villa Guerrero (p6) | Villa Guerrero (p7) | Villa Guerrero (p8) | Ixtapan de la Sal (p9) | Ixtapan de la Sal (p10) | |
| Moléculas mayoritarias (%) |
|
|
|
|
|
| Elevación (msnm) | 2045 | 1970 | 1955 | 1907 | 1853 |
| Temperatura promedio anual (ºC) | 17.1 | 17.1 | 17.1 | 17.9 | 17.9 |
| Precipitación promedio anual (mm) | 94.2 | 94.2 | 94.2 | 74 | 74 |
| Clima | Cw2(w)ig | Cw2(w)ig | Cw2(w)ig | Cw1(w)i’g | Cw1(w)i’g |
| Suelo | Vertisol | Vertisol | Vertisol | Regosol | Vertisol |
| Provincia fisiográfica | B | A | B | B | B |
Cuadro 2 Continúa.
| Moléculas mayoritarias y condiciones ecológicas | Poblaciones | |||
|---|---|---|---|---|
| Coatepec Harinas (p11) | Ixtapan de la Sal (p12) | Tonatico (p13) | Pilcaya (p14) | |
| Moléculas mayoritarias (%) |
|
|
|
|
| Elevación (msnm) | 1849 | 1841 | 1592 | 1493 |
| Temperatura promedio anual (ºC) | 16.9 | 17.9 | 20 | 20 |
| Precipitación promedio anual (mm) | 86.8 | 74 | 79.4 | 91.6 |
| Clima | Cw2(w)ig | Cw1(w)i’g | (A)Cw1(w)i´g | (A)Cw2(w)i´g |
| Suelo | Vertisol | Vertisol | Vertisol | Vertisol |
| Provincia fisiográfica | A | B | B | B |
A: Eje Neovolcánico, B: Sierra Madre del Sur; Cw2(w)i’g Clima templado subhúmedo, el más húmedo de los subhúmedos, con régimen de lluvias en verano, poco oscilante y con marcha anual de la temperatura tipo Ganges; Cw1(w)ig Clima templado subhúmedo, el normal de los subhúmedos, con régimen de lluvias en verano, isotermal y con marcha anual de la temperatura tipo Ganges; Cw1(w)i’g Clima templado subhúmedo, el normal de los subhúmedos, con régimen de lluvias en verano, poco oscilante y con marcha anual de la temperatura tipo Ganges; Cw2(w)ig Clima templado subhúmedo, el más húmedo de los subhúmedos con régimen de lluvias en verano, isotermal y con marcha anual de la temperatura tipo Ganges; (A)Cw1(w)i’g Clima templado con tendencia a ser tropical, el normal de los subhúmedos, con régimen de lluvias en verano, poco oscilante y con marcha anual de la temperatura tipo Ganges; (A)Cw2(w)i’g Clima templado con tendencia a ser tropical, el más húmedo de los subhúmedos, con régimen de lluvias en verano, poco oscilante y con marcha anual de la temperatura tipo Ganges.
Rendimiento de aceite esencial
Con referencia al peso de tejido seco, las poblaciones del norte, de clima templado, tuvieron mayor rendimiento de aceite (0.005 a 0.03 %) que las del sur (0.0001 a 0.0005 %), de clima semicálido (Cuadro 3); tendencia que también se reflejó considerando el peso de tejido fresco (0.01 a 0.07 % en las del norte y 0.005 a 0.02 % en las del sur).
Cuadro 3 Rendimiento del aceite esencial de 14 poblaciones (p) de T. lucida.
| Procedencia (Población) | En tejido fresco (mL 100 g-1) | En tejido seco (mL 100 g-1) |
|---|---|---|
| Norte | ||
| Acambay (p1) | 0.01 | 0.005 |
| Jilotepec (p2) | 0.05 | 0.02 |
| Atlacomulco (p3) | 0.07 | 0.03 |
| Sur | ||
| Coatepec Harinas (p4) | 0.005 | 0.0001 |
| Coatepec Harinas (p5) | 0.01 | 0.0003 |
| Villa Guerrero (p6) | 0.01 | 0.0002 |
| Villa Guerrero (p7) | 0.01 | 0.0002 |
| Villa Guerrero (p8) | 0.005 | 0.0001 |
| Ixtapan de la Sal (p9) | 0.012 | 0.0003 |
| Ixtapan de la Sal (p10) | 0.02 | 0.0005 |
| Coatepec Harinas (p11) | 0.008 | 0.0002 |
| Ixtapan de la Sal (p12) | 0.005 | 0.0001 |
| Tonatico (p13) | 0.007 | 0.0001 |
| Pilcaya (p14) | 0.01 | 0.0002 |
Composición química del aceite esencial
Un total de 44 compuestos químicos se identificaron en el aceite esencial de las poblaciones, separados en tiempos de retención desde 3 hasta 12 min (Cuadro 4). La cantidad de compuestos en las poblaciones según la zona fue así: en el norte, 9 en Acambay y Atlacomulco y 13 en Jilotepec; en el sur, 16 en Ixtapan de la Sal, 17 en Tonatico, 19 en Coatepec Harinas, Ixtapan de la Sal y Pilcaya y 23 en Villa Guerrero.
Los compuestos β-mirceno, β-ocimeno y linalool se encontraron en todas las poblaciones. El compuesto β-mirceno fue mayoritario en Coatepec Harinas y en Ixtapan de la Sal (4.9 a 7.9 %), pero fue compuesto minoritario en el resto de las poblaciones; β-ocimeno fue mayoritario en gran parte de las poblaciones (6.27 a 24.91 %), pero minoritario en Jilotepec; linalool también estuvo presente como compuesto minoritario (0.84 a 3.69 %). El acetato de geranilo se presentó en 13 de las poblaciones, pero no en la de Acambay (de la zona norte); de las 13 poblaciones, en 11 de la zona sur este metabolito secundario fue mayoritario (12 a 40.8 %), pero en Jilotepec y Atlacomulco, poblaciones de la zona norte, se comportó como un compuesto minoritario (0.26 y 1.74 %, respectivamente) (Cuadro 4).
Cuadro 4 Porcentaje de abundancia relativa de compuestos (nombre técnico) en el aceite esencial de 14 poblaciones (p) de T. lucida del norte y sur del Estado de México.
| Compuesto | p1 | p2 | p3 | p4 | p5 | p6 | p7 | p8 | p9 | p10 | p11 | p12 | p13 | p14 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Biciclo [3.1.1]hept-2-eno, 3,6,6-trimetil- | 0.18 | |||||||||||||
| (1S,5S)-2,6,6-Trimetil biciclo [3.1.1]hept-2-ene((−)-α-Pineno) | 0.09 | 0.83 | ||||||||||||
| 6,6-Dimetil-2-metilenebiciclo [3.1.1]heptano | 0.82 | 0.59 | 1.42 | 0.65 | 2.88 | 2.05 | 0.55 | 1.39 | 0.65 | 0.85 | 1.10 | |||
| 7-Metil-3-metileno-1,6-octadieno (Mirceno)† | 3.27 | 2.14 | 4.84 | 5.59 | 7.99 | 3.08 | 2.16 | 1.07 | 7.11 | 4.79 | 2.25 | 4.99 | 2.31 | 1.29 |
| 3-Hexeno-1-ol, acetato, (E)- | 0.88 | 0.90 | 0.38 | |||||||||||
| 3-Hexeno-1-ol, acetato, (Z)- | 1.04 | 1.01 | 0.66 | 0.51 | 0.29 | 1.36 | 1.03 | 0.36 | ||||||
| E)-3,7-Dimetilocta-1,3,6-trieno | 0.79 | 0.88 | 1.39 | 0.84 | 1.27 | 0.99 | 0.86 | 0.98 | 1.48 | |||||
| 3,7-dimetil-1,3,6-octatrieno (β-Ocimeno)† | 6.27 | 3.21 | 6.32 | 14.29 | 16.89 | 21.38 | 15.83 | 22.52 | 23.13 | 15.14 | 16.47 | 19.57 | 24.91 | 24.03 |
| 2,6-dimetil-2,7-octadien-6-ol | 0.99 | 3.69 | 3.09 | 1.16 | 1.19 | 1.47 | 1.33 | 1.07 | 1.84 | 1.23 | 1.59 | 1.47 | 0.84 | 0.95 |
| 3,7-Dimetil-2,6-octadieno acetato (Acetato de geranilo)† | 0.26 | 1.74 | 33.11 | 25.92 | 27.53 | 20.52 | 12.87 | 29.20 | 40.83 | 25.46 | 23.84 | 31.72 | 19.26 | |
| 2-Metil-4-(2,6,6-trimetilciclohex-1-enil) but-2-en-1-ol | 0.11 | |||||||||||||
| Biciclo [3.1.1]hept-3-eno, 2-formilmetil-4,6,6-trimetil- | 3.59 | |||||||||||||
| Biciclo [3.1.1]hept-2-eno, 3,6,6-trimetil- | 0.88 | |||||||||||||
| Biciclo [4.3.0]nonan-2-ona, 8-isopropilideno- | 0.55 | |||||||||||||
| Ácido acético, hexil éster | 0.22 | 0.25 | ||||||||||||
| 1-alil-4-metoxibenceno (Estragol)† | 9.38 | 46.92 | 7.46 | 1.80 | ||||||||||
| (3Z)-4,11,11-trimetil-8-metilidenbiciclo [7.2.0]undecen-3-eno | 2.14 | 2.37 | 2.04 | 2.55 | 3.19 | 1.45 | 1.57 | 2.16 | 2.47 | |||||
| 3-Metil-2-pent-2-enil-ciclopent-2-enona | 0.62 | |||||||||||||
| 1,2-Dimetoxi-4-prop-2-en-1-ylbenceno (Metil eugenol)† | 56.89 | 1.67 | 64.59 | 0.68 | 0.57 | 0.88 | 0.88 | 1.42 | 0.68 | 0.80 | 6.27 | 1.35 | ||
| trans-1-metoxi-4-(prop-1-enil) benceno (Anetol)† | 9.93 | 35.75 | 4.48 | 1.53 | ||||||||||
| E)-1,2-Dimetoxi-4-(prop-1-en-1-yl) benceno (Isoeugenol metil éter)† | 8.93 | 0.15 | 4.36 | |||||||||||
| Benzaldehído, 4-metoxi- | 1.27 | |||||||||||||
| 4,11,11-trimetil-8-metileno-biciclo [7.2.0]undec-4-eno (Cariofileno)† | 0.35 | 6.11 | 5.95 | 6.14 | 8.33 | 10.9 | 4.67 | 5.29 | 6.74 | 7.88 | 2.55 | 6.73 | ||
| 2,6,6,9-Tetrametil-1,4,8-cicloundecatrieno (E,E,E)- | 0.64 | 0.58 | 1.08 | 1.10 | 0.45 | 0.71 | 0.82 | 0.41 | 0.52 | |||||
| (1R,4R,6R,10S)-4,12,12-Trimetil-9-metileno-5-oxatriciclo [8.2.0.04,6]dodecano | 1.27 | 2.76 | 2.74 | 1.68 | 1.27 | 2.64 | ||||||||
| (1R,2S,6S,7S,8S)-8-isopropil-1,3-dimetiltriciclo [4.4.0.02,7] dec-3-eno | 0.27 | 0.38 | 0.29 | 0.24 | 0.21 | 0.29 | ||||||||
| Tricyclo[4.4.0.0(2,7)]dec-3-ene, 1,3-dimethyl-8-(1-methylethyl)- | 0.40 | 0.48 | ||||||||||||
| 2-Isopropenil-1-metil-4-(1-methiletilideno)-1-vinilciclohexano | 4.20 | 4.25 | 3.97 | 4.93 | 2.40 | |||||||||
| 1-Isopropil-4,7-dimetil-1,3,4,5,6, 8a-hexahidro-4a(2H)-naptalenol | 1.39 | 0.55 | 0.53 | |||||||||||
| 1,6,10-Dodecatrieno, 7,11-dimetil-3-metileno-, (E)- | 1.94 | 1.99 | 2.09 | 1.55 | 1.27 | 2.61 | 1.70 | |||||||
| 1,6,10-Dodecatrieno, 7,11-dimetil-3-metileno-, (Z)- | 2.49 | 2.66 | 2.54 | 0.88 | ||||||||||
| 3,7,11-Trimetil-1,6,10-dodecatrieno-3-ol (Nerolidol)† | 0.79 | 7.68 | 7.93 | 7.87 | 11.63 | 10.20 | 6.03 | 8.19 | 10.64 | 9.81 | 8.65 | 12.52 | ||
| 1,6-Ciclodecadieno, 1-metil-5-metileno-8-(1-metiletil)-, [s-(E,E)]-(Germacreno D)† | 0.56 | 8.16 | 7.62 | 7.78 | 4.80 | |||||||||
| 1,4,7,-Cicloundecatrieno, 1,5,9,9-tetrametil-, Z,Z,Z- | 0.77 | |||||||||||||
| (3as,3br,4s,7r,7ar)-7-metil-3-metilideno-4-(propan-2-yl) octahydro-1h-ciclopenta[1,3]cyclopropa[1,2]benzeno (β-Cubebeno)† | 0.91 | 0.66 | 6.99 | 7.40 | 0.36 | 0.37 | 5.71 | 5.17 | 6.13 | 5.68 | 7.32 | |||
| 1,3,6,10-Dodecatetraeno, 3,7,11-trimetil-, (E,E)- | 4.39 | |||||||||||||
| 1-Metil-4-(1-metiletilideno)-2-(1-metilvinil)-1-vinilciclohexano (Elixeno)† | 0.33 | 0.3 | 4.56 | 5.32 | 5.14 | 3.88 | 4.82 | |||||||
| Ciclohexano, 2-etenil-1,1-dimetil-3-metileno- | 0.17 | |||||||||||||
| Ciclohexeno, 1-metil-4-(5-metil-1-metileno-4-hexenil)-, (S)- | 0.83 | 1.02 | 1.26 | 1.44 | 0.79 | |||||||||
| 1S,8aR)-1-isopropil-4,7-di-metil-1,2,3,5,6,8a-hexahidronaftaleno | 1.35 | 1.25 | 1.07 | 2.27 | 2.09 | 0.79 | 0.86 | 1.58 | 1.45 | 1.14 | 0.97 | |||
| 8-Acetil-5,5-dimetil-nona-2,3,8-ácido trienoico, metil éster | 0.19 | |||||||||||||
| 1,6,10-Dodecatrieno-3-ol, 3,7,11-trimetil-, 3-acetato, (3S,6Z)- | 0.64 | 0.91 | ||||||||||||
| 1-Naftalenol,1,2,3,4, 4a,7,8, 8a-octahidro-1,6-dimetil-4-(1-metiletil),(1S,4S,4aR,8aR)- | 1.37 | 1.30 | 2.01 | 1.83 | 1.19 | 1.58 | 1.44 | 1.71 | ||||||
| 1,1,7-trimethyl-4-methylidene-1a,2,3, 4a,5,6, 7a,7b-octahydrocyclopropa[h]azulen-7-ol | 1.41 | 1.39 | 2.33 |
†Corresponde a nombre trivial
Por otra parte, los compuestos β-pineno (0.09 y 0.83 %) y δ-cadineno, poco abundantes (0.79 y 2.27 %, respectivamente), solamente se presentaron en las 11 poblaciones del sur. Cariofileno y nerolidol se presentaron como compuestos minoritarios en las poblaciones de Jilotepec y Tonatico, pero en el resto de las poblaciones resultaron con mayor porcentaje (4.6 a 10.9 % y 6 a 12.5 %, respectivamente).
Los compuestos estragol, anetol y metil eugenol, que fueron mayoritarios, se encontraron únicamente en las poblaciones de la zona norte (Acambay, Jilotepec y Atlacomulco). El estragol fue menos abundante en Atlacomulco (7.46 %) y Acambay (9.38 %) que en Jilotepec (46.92 %); la cantidad de anetol fue menor en Acambay (9.93 %) que en Jilotepec (35.75 %) y no fue mayoritario en Atlacomulco; el metil eugenol se registró en Acambay y Atlacomulco en proporción parecida (56.89 %, 64.59 %) y como minoritario en Jilotepec. En general, otros compuestos minoritarios en el aceite esencial de las 14 poblaciones de T. lucida variaron en presencia y abundancia (Cuadro 4).
DISCUSIÓN
Las características ambientales de las poblaciones de T. lucida del norte y sur del Estado de México constituyen la primera referencia de la distribución ecogeográfica de esa especie en la entidad. La variabilidad de clima y de suelo encontrada principalmente se asocia con la conformación territorial, en este caso, la formación del Eje Neovolcánico y la Sierra Madre del Sur constituyen un factor ampliamente vinculado con la diversidad vegetal (Rammamoorthy et al., 1998). En el Eje Neovolcánico es donde se ha encontrado la mayor cantidad de especies de Tagetes (Serrato, 2014).
El género Tagetes es reconocido como una fuente de aceites esenciales y componentes químicos biológicamente activos (Vasudevan et al., 1997). Los compuestos mayoritarios identificados en el aceite esencial de T. lucida de las 14 poblaciones del Estado de México corresponden a los grupos químicos de monoterpenos, sesquiterpenos y fenilpropenos (Lange y Ahkami, 2013). Algunos metabolitos secundarios encontrados ya se habían identificado como compuestos mayoritarios en otras muestras originarias de puntos geográficos diferentes a México; por ejemplo, de Guatemala, en las que estragol, anetol y metil eugenol son mayoritarios (Bicchi et al., 1997), mientras que en poblaciones de Costa Rica o de Cuba el estragol es abundante (Cicció, 2004; Regalado et al., 2011); sin embargo, los compuestos β-ocimeno, β-cubebeno, β-mirceno, germacreno D, cariofileno y nerolidol, que tuvieron un porcentaje alto en algunas poblaciones analizadas en el presente trabajo, no se habían reportado como compuestos mayoritarios en estudios previos, pero sí como compuestos menores (0.2 a 2.3 %) (Bicchi et al., 1997; Céspedes et al., 2006; Cicció, 2004; Regalado et al., 2011).
El acetato de geranilo como compuesto mayoritario (12.8 a 40.8 %) en casi todas las poblaciones de T. lucida no se había registrado para esta especie (Bicchi et al., 1997; Céspedes et al., 2006; Cicció, 2004; Regalado et al., 2011); incluso, no se había consignado la presencia de esta molécula en el género Tagetes (López et al., 2011; Marotti et al., 2004). Como compuesto mayoritario, el acetato de geranilo se encuentra en especies como Dracocephalum moldavica L. (24.93 %) (Abd El-Baky y El-Baroty, 2008), Thapsia minor (82.3 %) (Gonçalves et al., 2012), Thymus villosus subsp. lusitanicus (25 %) (Pinto et al., 2013) y Daucus carota subsp. gummifer (37 %) (Valente et al., 2015).
El rendimiento de aceite esencial en peso fresco (0.008 a 0.01 %) difiere de los resultados de Ismail et al. (2013) quienes reportan un rendimiento mayor (0.4 a 0.6 %) para T. lucida; también fue un rendimiento bajo comparado con el de otras especies de Tagetes como T. minuta (0.7 %), T. rupestris (0.8 %), T. terniflora (0.7 %) y T. filifolia (0.2 a 1.6 %) (Gil et al., 2000; López et al., 2011). Aunque el mayor rendimiento de aceite con presencia de fenilpropanoides se registró en poblaciones del norte del Estado de México, existen otras fuentes vegetales de fenilpropanoides como el hinojo (Foeniculum vulgare), del cual se extrae mayor cantidad de aceite esencial (2 a 6 %) (Moradi et al., 2011). El manejo agronómico podría contribuir a la mejora de la productividad de las poblaciones de T. lucida, como ya se ha consignado en otros trabajos sobre esta especie (Ismail et al., 2013).
Los grandes contrastes que hubo entre los compuestos identificados, principalmente entre las moléculas estragol, anetol, cariofileno, acetato de geranilo y nerolidol, se encuentran asociados con factores ambientales como la elevación y el clima, ya que resulta evidente que las moléculas estragol y anetol se presentaron como compuestos mayoritarios en las poblaciones del norte, a elevaciones de 2520 a 2660 msnm y a temperaturas y precipitaciones medias anuales de 10 a 17 ºC y de 7 a 175 mm, respectivamente; mientras que las moléculas acetato de geranilo, nerolidol y cariofileno fueron compuestos mayoritarios de poblaciones del sur que se encuentran en elevaciones menores (1493 a 2208 mnm) con temperatura alta (14 a 23 ºC) y precipitación media anual de alrededor de 250 mm. Además, el 68 % de los compuestos identificados no estuvieron presentes en poblaciones del norte del Estado de México, lo que sugiere que estas variaciones podrían atribuirse a la influencia del clima (Cuadro 2) (Bajalan y Pirbalouti, 2015; Formisano et al., 2015). La procedencia geográfica y las condiciones de crecimiento de las especies aromáticas influyen significativamente en la composición de los aceites esenciales y, en consecuencia, en la actividad biológica, antioxidante y otras propiedades que pueden tener los aceites esenciales (Djerrad et al., 2015).
El efecto biológico de algunos de los compuestos mayoritarios del aceite esencial de las 14 poblaciones de T. lucida se encuentra documentado en función de su presencia en otras especies; por ejemplo, el β-ocimeno tiene propiedades antiinflamatorias, antibióticas, antioxidantes, induce resistencia a patógenos y es importante en la protección de plantas aromáticas contra insectos plaga (Adorjan y Buchbauer, 2010). El acetato de geranilo tiene propiedades antibacterianas, antifúngicas y citotóxicas contra levaduras, dermatofitos y cepas de Aspergillus, también contra Penicillium notatum, Mucora heimalis, Fusarium oxysporum, Cryptococcus neoformans y Candida albicans (Abd El-Baky y El-Baroty, 2008; Gonçalves et al., 2012; Pinto et al., 2013; Valente et al., 2015). El acetato de geranilo y el nerolidol tienen actividad tóxica contra larvas de Aedes aegypti (Muñoz et al., 2014). A los compuestos cariofileno y β-mirceno se les atribuye efecto insecticida contra larvas de mosquitos y efecto fungicida (Jaenson et al., 2006). El compuesto estragol presenta actividad biológica antifúngica contra Trichophyton sp. (Shin, 2004) y Candida (Shin y Pyun, 2004), el metil eugenol y anetol tienen actividad antimicrobiana y antifúngica (Senatore et al., 2013). El germacreno D es un compuesto que tiene efectos antimicrobiano e insecticida (Røstelien et al., 2000).
Los extractos acuosos y el aceite esencial de T. lucida tienen propiedades antioxidantes, antimicrobianas, insecticidas y nematicidas (Omer et al., 2015; Vasudevan et al., 1997) y pueden ser una alternativa al uso de productos químicos utilizados en la agricultura para el control de plagas y enfermedades. En el Estado de México este recurso natural todavía es abundante y los resultados del presente estudio son una referencia importante para realizar trabajos sobre toxicología contra enfermedades y plagas.
CONCLUSIONES
En las zonas norte y sur del Estado de México, donde se distribuyen poblaciones de T. lucida, se presenta amplia variabilidad climática y edáfica; el rendimiento y composición del aceite esencial de las poblaciones también fue variable en esas zonas. En las poblaciones se identificaron de 9 a 23 metabolitos secundarios, de los cuales tres compuestos mayoritarios de naturaleza fenilpropanoide fueron distintivos en poblaciones del norte en clima templado y ocho compuestos mayoritarios de origen monoterpénico en poblaciones del sur en clima más cálido. Tres monoterpenos fueron comunes en las poblaciones y se detectó un nuevo monoterpeno en las poblaciones del sur.
