Caracteres morfológicos y bioquímicos de Rosa x hybrida contra Tetranychus urticae Koch en invernadero*
Morphological and biochemical characters of Rosa x hybrida against Tetranychus urticae Koch in greenhouse
Ricardo Javier Flores Canales1§, Rosalina Mendoza Villareal2, Jerónimo Landeros Flores2, Ernesto Cerna Chávez2, Agustín Robles Bermúdez1 y Néstor Isiordia Aquino1
1 Unidad Académica de Agricultura, Universidad Autónoma de Nayarit. Carretera Tepic-Compostela, km 9. Xalisco, Nayarit, México. C. P. 63770. Tel. 01 311 1453474, 2301411 y 1367377. (nitsugarobles@hotmail.com), (nisiordi@gmail.com). §Autor para correspondencia: ricardo_flores_uan@hotmail.com.
]]> 2 Departamento de Parasitología Agrícola. Universidad Autonoma Agraria Antonio Narro. Carretera a Zacatecas, Buenavista, Saltillo, Coahuila, México. C. P. 25315. Tel. 01 844 4361736, 10002647. (rosalindamendoza@hotmail.com), (jlanflo@hotmail.com), (jabaly1@yahoo.com).
* Recibido: marzo de 2011
Aceptado: agosto de 2011
Resumen
Este estudio tuvo como objetivo, conocer el comportamiento poblacional del ácaro de dos manchas (Tetranychus urticae Koch.) en 13 cultivares de rosal y determinar la correlación que existe entre los caracteres bioquímicos (terpenos, taninos y aceites esenciales) y morfológicos (tricomas, glándulas y grosor de hoja), aunado a poblaciones del ácaro de dos manchas. En 13 cultivares de rosal para corte se liberó una población de 100 hembras adultas por planta; una vez establecida la población del ácaro se tomaron muestras de 2 a 7 g de masa foliar con una frecuencia semanal durante 57 días. Se hizo un análisis bioquímico de las muestras y la información resultante se sometió a análisis de varianza y comparación de medias por el método Tukey (p= 0.05). De las poblaciones de ácaros en 13 cultivares (expresados en ácaros-día-hoja) en ocho fechas de muestreo; adicionalmente se hizo un análisis de correlación y regresión múltiple de la población con las variables. El cultivar Luna® presentó mayor desarrollo poblacional con un promedio de 2 784.1 ácaros por día, seguido de Gran Gala®, Verdi®, y Vendela®, con 1 472.5, 1 307 y 1 076 ácaros por día, respectivamente. Por otro lado en los cultivares Movie Star®, Emma® y Virginia® se encontró menor cantidad de ácaros con 3 77.5, 444.7 y 486.4, respectivamente. Del análisis de regresión se observó correlación negativa con los aceites esenciales y positivos en terpenos, grosor de hoja, y contenido de nitrógeno.
Palabras clave: antibiosis, antixenosis, aceites esenciales, resistencia vegetal, trofobiosis.
Abstract
]]> This study aimed to knowing the population behavior of the red spider mite (Tetranychus urticae Koch.) in 13 rose cultivars and, to determine the correlation between biochemical (terpenes, tannins and essential oils) and morphological characters (trichomes, glands and sheet thickness), coupled with populations of the red spider mite. In 13 cultivars of cutting-roses a population of 100 female adults per plant got released; once the red spider mite population was established, samples from 2 to 7 g of litter mass on a weekly basis were taken for 57 days. There was a biochemical analysis of the samples and the resulting information was submitted to an analysis of variance and means comparison by Tukey's method (p= 0.05). Populations of mites in 13 cultivars (expressed in mite-day-sheet) in eight sampling dates, was further correlation analysis and multiple regression of population variables. The Luna® cultivar had a higher population development with an average of 2 784.1 mites per day, followed by Gran Gala®, Verdi® and Vendela®, with a 1 472.5, 1 307 and 1 076 mites per day, respectively. On the other hand, in the Movie Star®, Emma® and Virginia® cultivars, a fewer quantity of mites was found, 3 77.5, 444.7 and 486.4, respectively. In the regression analysis, a negative correlation with the essential oils was observed and a positive one in the terpenes, leaf thickness and nitrogen content.Key words: antibiosis, antixenosis, essential oils, plant resistance, trophobiosis.
INTRODUCCIÓN
El ácaro de dos manchas (Tetranychus urticae Koch.), es una plaga polífaga, considerada como la principal plaga del rosal en invernadero. Cuando no se lleva a cabo un manejo adecuado de esta plaga baja la calidad y producción de la flor (Bolland et al., 1998). Los miembros de la familia Tetranychidae son una plaga que se presenta en una gran diversidad de plantas que le ocasionan daños severos como la disminución del vigor del árbol y el manchado, así como la caí da de las hojas provocado por la alimentación del ácaro (Kheradpir etal., 2007).
En estado de adulto presenta dos manchas bien definidas, su coloración es más pálida y las manchas son casi perfectas (Marcic, 2007). Sadrás et al. (1998) indican que T. urticae se alimenta principalmente del mesófilo, lo cual reduce significativamente la resistencia estomática y la tasa respiratoria, además trae por consecuencia severas afectaciones en la tasa de absorción energética de la planta, con los consecuentes daños a la planta por la alimentación directa, ya que reduce el área de actividad fotosintética y causa abscisión en la hoja (Gorman et al., 2001). Landeros et al. (2004) mencionan que cinco ácaros por hoja son suficientes para reducir el rendimiento y calidad de las rosas del siguiente corte. Con el paso del tiempo, el uso irracional de agroquímicos presenta desventajas, tales como la destrucción de la fauna silvestre y la inducción de resistencia a la mayoría de los productos utilizados (Cerna et al., 2005).
El control de T. urticae en ornamentales y en la mayoría de los cultivos, se realiza casi exclusivamente con agroquímicos; sin embargo, el mayor problema que se enfrenta con el control químico de este ácaro, es su rápida habilidad para desarrollar resistencia después de pocas generaciones (Stumpf et al., 2001; Stumpf y Nauen, 2002; Aguilar et al., 2011). Se han utilizado exitosamente diversos ácaros depredadores para su combate, como lo son: Phytoseilus persimilis y Neoseilus californicus (Zhang, 2003; Pedigo y Rice, 2006).
Los plaguicidas botánicos proporcionan un control del ácaro a un bajo costo, y con un reducido riesgo para la salud humana y el medio ambiente, su recomendación como una estrategia de control de tetraníquidos se ha incrementado (Gencsoylu, 2007). Un aspecto importante en el manejo del ácaro es la búsqueda de plantas con características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas que reduzcan el grado de daño al cultivo. En el caso del tomate se conocen inhibidores bioquímicos de proteínas y enzimas oxidativas (Duffey et al., 1996).
Los mecanismos de defensa químicos que las plantas han desarrollado, tienen un gran potencial en utilizar métodos más racionales para el control de plagas y dentro de los mecanismos morfológicos están los tricomas glandulares implicados en la defensa contra ácaros (Murray et al., 1999). Van Schie and Haring (2007), mencionan que las planta de tomate Solanumly copersicum, producen y emiten una gran variedad de compuestos orgánicos volátiles, presentes en sus tricomas, los cuales consisten principalmente de terpenos. El objetivo de este trabajo fue identificar cultivares de rosal tolerantes al ácaro de dos manchas, como una posible fuente genética de resistencia y determinar el comportamiento poblacional de T. urticae.
]]> MATERIALES Y MÉTODOS
La presente investigación se desarrolló en 2007 bajo condiciones de invernadero, con infraestructura ubicada en el Departamento de Parasitología Agrícola (DPA) de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN), en Saltillo, Coahuila, México. El material vegetativo consistió de 13 cultivares de rosal que se plantaron en bolsas de plástico de 5 L, mezclada a relación de 2:1 con tierra y perlita y una formula de fertilización (nitrato de calcio 0.08 g L-1 de agua, nitrato de potasio 0.4 g L-1, nitrato de amonio 0.35 g L-1, quelato de fierro 0.03 g L-1, ácido fosfórico 0.06 ml L-1 y ácido nítrico 0.08 ml L-1), al material fertilizado se le añadió el fungicida PCNB®, 45% 600 g de ingrediente activo (IA) L-1, (Agroquímicos Versa S. A de C. V, México) posteriormente con el fin de homogenizar los tratamientos se realizaron análisis de micro y macronutrientes, conductividad eléctrica y pH a los sustrato utilizados. La frecuencia de la aplicación de nutrimentos fue cada cuatro días por la técnica de incorporación fue manual localizada.
Con la finalidad de contar con poblaciones suficientes de T. urticae, se recolectaron ácaros provenientes de diferentes cultivos de la región y se establecieron sobre plantas de frijol Phaseolus lunata del cultivar Lima en una cámara bioclimática Biotronnete® a 25 ±2 °C, 60-70% humedad realtiva (HR) y fotoperiodo de 12:12 h.
Cuando las plantas de rosal alcanzaron una altura de 50 a 60 cm y follaje suficiente se suspendió la fertilización, una semana posterior se infestó de manera uniforme a razón de 100 hembras de T. urticae por planta en cada uno de los 13 cultivares de rosal. A partir de la infestación se realizaron muestreos semanales. Cada muestreo fue al azar con tres observaciones por planta, que consistió del recuento de los ácaros en una hoja pentafoliada. Los muestreos poblacionales de ácaros se realizaron durante un periodo de 57 días en los estratos (superior, medio e inferior), con tres repeticiones, que reflejó un total de 117 observaciones por fecha. Los resultados de los muestreos se realizaron mediante un diseño completamente al azar.
Cuantificación de terpenos
La cuantificación de terpenos se hizo con la técnica de extracción soxhlet con hexano (Cruz et al., 1973; Brown, 1994; Muñoz et al., 2001). Se colocaron 2 g de muestra del estrato medio de la planta (hojas de rosal frescas en fracciones muy pequeñas), del estrato medio de la planta. En un dedal de extracción del procesador soxhlet, al cual se le añadió previamente 250 mL de hexano por muestra y con un tiempo de exposición de 5 h. Los terpenos se extrajeron del hexano mediante el secado en estufa y por diferencia de peso se obtuvo la cantidad de terpenos expresada en porcentaje.
Aceites esenciales
La obtención de aceites esenciales se desarrolló por hidrodestilación, para ello se colocaron 7 g de muestra tomadas del estrato medio de la planta de rosal de cada una de las variedades, hidrodestilando por 60 min de donde se midió el volumen de aceite obtenido conforme a la metodología de World Health Organization (1998), el resultado se expresó en mL de aceite obtenido por 100 g.
Extracción de taninos
Se utilizó el método de extracción acuosa para la cuantificación de taninos (Lastra et al., 2000), se pesaron 25 0 mg de muestra seca de hojas de rosal, y en un tubo tapón de 20 mL, se añadieron 10 mL de la mezcla de solvente acetona-agua (70:30). Se mantuvieron las muestras a 4 °C por 24 h y se centrifugó. Para su cuantificación se preparó una curva estándar a partir de ácido tánico a 50 mg L-1 y se realizaron diluciones de 2, 4, 6 y 8 mg L-1 y se aforó a 10 mL con agua destilada. Por último, el volumen del material biológico se disolvió en 1 mL del reactivo de Folin y 1 mL de NaOH, se mezcló y se tomaron las lecturas expresadas en el espectrofotómetro a 670 nm de longitud de onda. Se obtuvo la concentración de taninos en mg por 100 mg de muestra.
]]> El contenido de nitrógeno se determinó por el método macro Kjeldahl, colocando 1 g de muestra seca de rosal con 30 mL de ácido sulfúrico concentrado y 5 g de muestra selénica en el matraz de 250 mL de capacidad; se colocó en la parrilla de digestión a temperatura no menor de 100 °C y la muestra se retiró hasta que el líquido se tornó al color verde claro. Se dejaron reposar las muestras a temperatura ambiente para posteriormente añadir 300 mL de agua destilada, y después se agregaron 110 mL de NaOH al 45% y gránulos de zinc. A continuación se procedió a destilar, se agregó al matraz la mezcla que contiene 50 mL de ácido bórico al 2% y 5 mL de un indicador, terminada la destilación se procedió a titular las muestras con ácido sulfúrico al 0.01, para finalmente ajustar el porcentaje de nitrógeno.Análisis morfológicos
Los parámetros morfológicos se realizaron en hojas tomadas del estrato medio, utilizando para ello un microscopio estereoscopio, donde se realizaron conteos de tricomas y glándulas por cm2 de hoja y el grosor de hoja se obtuvo en milímetros.
Análisis de datos
Los resultados obtenidos de las variables utilizadas (ácaros día hoja, terpenos, taninos, aceites esenciales nitrógeno, tricomas, número de glándulas y grosor de hoja), se analizaron mediante un análisis de varianza completamente al azar, así como una comparación de medias por el método Tukey (p< 0.05), en los 13 cultivares, finalmente se compararon todas las variables mediante una correlación múltiple, también de manera individual para ver el efecto de las variables sobre la población del ácaro. Para todos los análisis se utilizó el paquete estadístico SAS versión 11.0
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El cultivar Luna fue el que presentó el mayor desarrollo poblacional de ácaros con un promedio de 2784.1 ácaros día-1, seguido por Gran Gala® con 1471.5, Verdi ® 1307, y Vendela® 1076. Los cultivares Movie Star®, Emma® y Virginia® fue donde se desarrollaron un menor número de ácaros con 377.5, 444.7 y 486.4 ácaros, respectivamente. Estos datos muestran una diferencia en la población del cultivar Movie Star® en comparación a los cultivares Verdi®, Gran Gala® y Luna®, (Cuadro 1), que corresponde al 71.14, 74.39 y 86.46 de porcentaje respectivamente.
El análisis de varianza mostró diferencias estadísticas en las variables terpenos, aceites esenciales, grosor de hoja y contenido de nitrógeno (Cuadro 2).
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La regresión múltiple permitió definir un modelo de predicción para las variables en estudio. La expresión fue la siguiente: y= 5.7802 + 0.4010b - 0.24c + 0.15d + 0.14e; donde: b= terpenos; c= aceites esenciales; d= nitrógeno; e= grosor de hoja; para conocer el grado de correlación de las variables en estudio arrojó como resultado una correlación negativa con los aceites esenciales y positivos en terpenos, grosor de hoja, y contenido de nitrógeno.
Al realizar una regresión lineal simple entre la concentración de aceites esenciales y los datos de ácaros día hoja registra el modelo y= 8.7768 - 0.3 1x, con R2de 0.6143, encontrando que solamente los aceites esenciales tienen un efecto negativo en las poblaciones de ácaros (Figura 1).
El desarrollo poblacional respondió de diferente forma entre los cultivares en estudio. Lo anterior confirma y coinciden los resultado con lo expuesto por Van Lenteren y Noldus (1990), quienes aseveran que un reducido desarrollo y alta tasa de reproducción total de la plaga en plantas hospederas, indican el grado de estabilidad de metabolitos secundarios en las plantas. Así dentro de los efectos que presentan algunos tipos de metabolitos está la anti-alimentación, actividad que es ejercida por los compuestos que al ser ingeridos por el insecto, provoca que se deje de alimentar y, finalmente mueren de hambre (Isman, 2006). Además otros compuestos que regulan el crecimiento e inhiben la metamorfosis o provocan la muda precoz, también alteran la regulación de las hormonas de crecimiento y malformaciones, que causa esterilidad o la muerte de los insectos (Celis et al., 2008). Entre los metabolitos con actividad biológica contra insectos están los flavonoides, terpenoides, alcaloides, esteroides y fenoles (Orozco et al., 2006).
Estos resultados colocan a los cultivares Movie Star®, Emma® y Virginia® como inadecuados para el desarrollo poblacional del ácaro. Los factores químicos y morfológicos presentes en los cultivares Luna®, Gran Gala® y Verdi® permiten el desarrollo de ácaros y se presentan como cultivares susceptibles a la plaga. A mayor concentración de nitrógeno se incrementa la tasa de desarrollo de la población de ácaros y coincide con lo documentado por diversos autores como Wermelinger et al. (1985), quienes indican que la reducción de nitrógeno del 50%, afectó de manera negativa 10 veces la fecundidad de T. urticae en hojas de manzana, por su parte Wilson (1994), menciona un mayor desarrollo poblacional de arañitas con altos contenidos de nitrógeno en plantas fertilizadas con una alta proporción de nitrógeno.
Con respecto a la variable terpenos, investigaciones sobre los mecanismos de defensa de las plantas sobre los herbívoros tienen acción atrayente para artrópodos (Berenbaun, 1995; Gorsky, 2004), entre otras substancias se encuentran formas volátiles conocidas como terpenos y taninos. Los resultados en esta investigación coinciden con los autores antes mencionados, porque se encontró una alta tasa de desarrollo poblacional, como resultado del modelo matemático de la regresión múltiple, que muestra una correlación positiva e indica que a mayor concentración de terpenos hay mayor desarrollo poblacional.
Las poblaciones del ácaro se vieron afectadas de manera negativa con la presencia de aceites esenciales y los resultados coinciden con Isman et al. (2007); Choi et al. (2004), quienes estudiaron el efecto tóxico de diversos aceites esenciales de plantas con T. urticae y demostraron el efecto tóxico de contacto con el aceite de romero y otras plantas. Por otro lado Miresmailli et al. (2006), demostró que el aceite esencial de romero (Rosmarinus officinalis L.) fue efectivo en el control de T. urticae en cultivos de frijol y tomate. Además de tener los aceites esenciales actividad fumigante y de contacto, poseen también acción ovicida, antialimentaria y repelente (Sanna et al., 2004).
]]> CONCLUSIONES
De los 13 cultivares en estudio Luna®, Gran Gala® y Verdi® fueron los que presentaron un mayor incremento poblacional del ácaro de dos manchas, T. urticae, siendo los cultivos mas suceptibles. Sin embargo los cultivares Movie Star®, Emma® y Virginia® fueron los cultivares más resistentes al desarrollo poblacional del ácaro de dos manchas; por otro lado los aceites esenciales fue la única variable que mostró un impacto negativo, por lo que actuaron como mecanismos de defensa. La fluctuación poblacional en ocho semanas de muestreo sistemático de T. urticae en los cultivares susceptibles (Luna®, Gran Gala® y Verdi®) que en promedio oscilo entre los 1 307 a 2 784.1 ácaros, siempre fue en aumento mientras que los cultivares más estables, que no presentaron picos poblacionales fueron las que mostraron cierto grado de resistencia como Movie star®, Emma® y Virginia®.
LITERATURA CITADA
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