Propiedades antifúngicas en especies del género Tagetes

Antifungal properties in Tagetes species

Juan Saúl Barajas Pérez¹, Roberto Montes–Belmont¹, Federico Castrejón Ayala¹, Hilda Elizabeth Flores–Moctezuma¹, Miguel Ángel Serrato Cruz²

¹ Instituto Politécnico Nacional, Centro de Desarrollo de Productos Bióticos, Km 8.5, Carr. Yautepec–Jojutla, Yautepec, Morelos, México CP 62731.

Autor para correspondencia:
Roberto Montes–Belmont rbelmont@ipn.mx

Received 6 January 2011;
Accepted 11 July 2011.

Abstract

Mexico is center of diversity of species of Tagetes, genus of broad spectrum of biological action but limited information. The aim of this study was to evaluate the antifungal activity of essential oils (EO) and aqueous extracts (AE) of five species of Tagetes, in one isolate of the fungus Monilinia fruticola and 10 isolates of Sclerotium rolfsii. EO and AE were evaluated at 0.1% and 2% respectively, incorporated into PDA medium. In S. rolfsii mycelial growth was inhibited in all isolates with EO of T. filifolia and T. lucida AE. In all treatments the production of sclerotia was minor than in the control. Treatment with T. lucida EO the production of esclerotia was inhibited in all isolates and with the rest of the species the response was variable and in some cases stimulatory. In M. fruticola, treatment with T. lucida AE inhibited mycelial growth but their EO was fungistatic. The EO of all species of Tagetes and AE of T. foetidissima, T. lucida and T. erecta inhibited M. fructicola sporulation. AE of T. filifolia and T. coronopifolia stimulated sporulation of this fungus.

Resumen

México es centro de diversidad de especies de Tagetes de amplio espectro de acción biológica, pero con información limitada. El objetivo de este trabajo fue evaluar la actividad antifúngica de aceites esenciales (AE) y extractos acuosos (EA) de cinco especies de Tagetes, sobre los hongos Sclerotium rolfsii y Monilinia fructicola, en una cepa de M. fructicola y diez aislamientos de S. rolfsii. Se evaluaron AE al 0.1 % y EA al 2 %, incorporados al medio PDA. En S. rolfsii se inhibió el crecimiento micelial en todos los aislamientos con AE de T. filifolia y EA de T. lucida. En general en los tratamientos con AE la producción de esclerocios fue menor que en el testigo. El EA de T. lucida inhibió la producción de esclerocios en todos los aislamientos, con el resto de las especies la respuesta fue variable y en algunos casos fue estimulatoria. En M. fructicola, el tratamiento con EA de T. lucida inhibió el crecimiento micelial, y con todos los AE el efecto fue fungistático. Los AE de todas las especies de Tagetes y los EA de T. foetidissima, T. lucida y T. erecta inhibieron la esporulación de M. fructicola. Los EA de T. filifolia y T. coronopifolia estimularon la esporulación de M. fructicola.

Palabras clave: Aceites esenciales, extractos acuosos, Sclerotium rolfsii, Monilinia fructicola.

Dentro del género Tagetes de la familia Asteraceae se han descrito 26 especies, de las cuales 24 se encuentran en la mayor parte del territorio nacional. Las propiedades biológicas de varias de estas plantas afectan a diversos organismos, desde bacterias, virus, hongos, nematodos, ácaros e insectos, inclusive otras especies de plantas (Cubillo et al., 1999, Serrato y Quijano, 2003).

Son pocas las especies de Tagetes en las que se han descrito propiedades contra hongos; la más ampliamente estudiada ha sido Tagetes erecta L. que actúa sobre 8 especies fitopatógenas (Grainge y Ahmed 1988; Zavaleta–Mejía y Gómez–Rodríguez 1995; Rai y Mares 2003; Montes–Belmont y Prados–Ligero 2006; Flores–Moctezuma et al., 2006; Pawar y Thaker 2007), una saprófita y una dermatofita (Rai y Mares 2003) . T. lucida Cav. inhibe el desarrollo de 5 especies fitopatógenas y una dermatofita (Céspedes et al., 2006; Ávila–Sosa et al., 2010). T. filifolia tiene acción inhibitoria contra los hongos fitopatógenos Botrytis cinerea Pers. y Penicillium digitatum (Pers.) Sacc. (Romagnoli et al., 2005). Finalmente T. patula L. se ha reportado con inhibición sobre los fitopatógenos Monilia sp., Fusarium moniliforme Sheld. y Pythium ultimum Trow (Teodorescu et al., 2009; Mares et al., 2004).

Este trabajo tuvo como propósito evaluar la actividad antifúngica de extractos acuosos y aceites esenciales de cinco especies de Tagetes, en los hongos causantes del tizon sureño de las hortalizas (Sclerotium rolfsii) y de la moniliasis del durazno [Monilinia fructicola (G. Winter) Honey].

En el campo agrícola experimental de la Universidad Autónoma Chapingo (UACh), se sembraron plantas de las especies Tagetes filifolia Lag. (anisillo), T. foetidissima Hor (cinco llagas) t., T. lucida Cav. (pericón), T. coronopifolia Willd. (Santa María) y Tagetes erecta L. (flor de muerto o cempazúchil). La primera procedente de Ozumba, Mex., la tercera de Ocuituco, Morelos y el resto de Texcoco, Mex. Todas las especies sometidas a un manejo agronómico, sin aplicación de herbicidas ni fertilización mineral. Todas las plantas se cosecharon en la etapa fenológica de floración, se secaron y pulverizaron utilizando únicamente la parte aérea. Los aceites se obtuvieron mediante destilación por arrastre de vapor según el procedimiento descrito por Vázquez et al. (2002), y en el cual se utilizó agua como solvente.

M. fructicola se aisló de frutos de durazno (Prunus persica L.) provenientes de la Central de Abastos de Cuernavaca, Morelos y se identificó con base a las características morfométricas de su anamorfo y teleomorfo.

Los aceites esenciales se incorporaron al medio PDA al 0.1% después del proceso de esterilización, cuando el medio de cultivo tenía una temperatura aproximada de 45 °C y se vaciaron en cajas de Petri de inmediato.

Para la elaboración de los extractos acuosos, los polvos de cada una de las especies de Tagetes se incorporaron a un matraz con agua destilada a una concentración final de 2% y se pusieron en agitación a 150 rpm durante 12 horas. Posteriormente se tamizaron en malla del número 100 y el extracto acuoso se adicionó al medio de cultivo, se esterilizó en autoclave, para finalmente vaciar en cajas de Petri.

Para determinar el efecto de aceites esenciales (AE) al 0.1% y extractos acuosos (EA) al 2% obtenidos de diversas especies de Tagetes en S. rolfsii y M. frutícola se establecieron los siguientes tratamientos: T1 PDA; T2 PDA + Tween; T3 T. filifolia; T4 T. foetidissima; T5 T. lucida; T6 T. coronopifolia, T7 T. erecta. A cada tratamiento con AE se le añadió 0.02 % de Tween 20 como emulsificante.

En los experimentos se utilizó un diseño de bloques completos al azar con 6 repeticiones. La unidad experimental consistió de una caja de Petri.

Las cajas Petri se inocularon en el centro con un disco de 5 mm de diámetro de S. rolfsii o M. fruticola en cada experimento. Se incubaron a 25–27 °C por un máximo de 30 días.

En ambas especies se evaluó el área de crecimiento micelial hasta que el testigo llenó la caja Petri. Se tomaron fotografías digitales diariamente, y con ayuda del programa ImageJ®(versión 1.4), para análisis de imágenes (Instituto Nacional de la Salud Mental de Estados Unidos), se calculó el área de crecimiento en milímetros cuadrados. Con el programa Sigma Stat V. 3.5 se realizaron regresiones lineales para calcular la tasa de crecimiento. Con los datos de la tasa de crecimiento se calculó el porcentaje de reducción del crecimiento con respecto al tratamiento testigo (RRT) mediante la fórmula:

Donde: TCT= tasa de crecimiento en el testigo; TCt= tasa de crecimiento en el tratamiento.

Para evaluar la esporulación de M. fructicola, una vez que en el testigo se obtuvo el máximo crecimiento, se le adicionaron 2 mL de agua destilada estéril y se raspó el micelio, se obtuvo una suspensión de la que se tomaron 10 |xL que se depositaron en una cámara de Neubauer (Marienfeld Co., Alemania) y con el objetivo 40x del microscopio óptico, se realizó el conteo de esporas. Se efectuaron conteos en 4 campos microscópicos por unidad experimental en cada tratamiento.

Con los datos obtenidos (promedio de dos repeticiones) de todos los experimentos se realizaron análisis de varianza con el programa SAS versión 8.0 y se aplicó el procedimiento PROC GLM. La comparación de medias se llevó a cabo por la diferencia mínima significativa DMS.

Para aceites esenciales con S. rolfsii se encontró que el tratamiento con T. filifolia al 0.1 % fue el más notable porque tuvo un efecto fungicida sobre todos los aislamientos y en los demás tratamientos con aceites esenciales se encontró que la tasa de crecimiento se redujo respecto al testigo, pero varió entre aislamientos de S. rolfsii y entre tratamientos con aceites esenciales de Tagetes (Tabla 1). El porcentaje de reducción en la tasa de crecimiento con respecto al testigo también varió, T. coronopifolia presentó una inhibición mayor al 50 % en ocho aislamientos, en tanto que T. lucida tuvo ese mismo comportamiento en siete aislamientos y se redujo a cinco y a cuatro aislamientos en T. erecta y T. foetidissima, respectivamente. El emulsificante Tween no interfirió en el crecimiento micelial y estimuló ligeramente el crecimiento en algunos aislamientos como el 1 y el 27. Los aislamientos más sensibles fueron el 4, 5 y el 27 que tuvieron inhibiciones mayores al 50 % con los aceites de las cuatro especies de Tagetes con efecto fungistático. El aislamiento menos sensible fue el 12 que tuvo inhibiciones menores al 50 % en esas mismas especies.

Del efecto de extractos acuosos sobre el crecimiento micelial de S. rolfsii, el tratamiento más notable fue el de T. lucida (T5) que inhibió completamente el crecimiento micelial de los diez aislamientos del hongo. Todos los demás tratamientos con extractos acuosos presentaron tasas de crecimiento significativamente menores respecto al testigo (Tabla 2). Los tratamientos de T. coronopifolia y T. foetidissima inhibieron el crecimiento en más del 50 % en cinco aislamientos en tanto que T. erecta tuvo el mismo comportamiento en cuatro aislamientos y T. filifolia sobre dos aislamientos. Los aislamientos más susceptibles a todas las especies de Tagetes fueron el 18 que fue inhibido entre un 38 y 94 % y el aislamiento 27 que fue inhibido entre un 47 y 89 %, mientras que los aislamientos menos susceptible fueron el 12 con inhibiciones entre el 16 % y 23 % y el 17 entre 19 y 25 %.

En cuanto al efecto de aceites esenciales en la producción de esclerocios de S. rolfsii, el aceite esencial de T. filifolia inhibió en todos los aislamientos el crecimiento micelial totalmente durante ocho días, pero al incubarse por 30 días se presentó crecimiento micelial y producción de esclerocios, por lo que su efecto fue fungistático. En general en los tratamientos con aceites esenciales la producción de esclerocios fue menor (p= 0.05) que en el tratamiento testigo y Tween (Tabla 3), a excepción del aislamiento 5 que con el tratamiento de T. erecta produjo una mayor cantidad de esclerocios (p= 0 . 05) con respecto al tratamiento con Tween. En algunos de ellos, aunque se registra crecimiento micelial no se producen esclerocios como ocurrió con el tratamiento con aceite esencial de T. erecta que inhibió la producción de esclerocios en tres aislamientos y el aceite esencial de T. lucida que inhibió la producción de esclerocios en los aislamientos 16 y 20. En el caso del tratamiento con aceite de T. foetidissima en el aislamiento 20 no hubo formación de esclerocios (p= 0.05).

En los tratamientos con extractos acuosos de las especies de Tagetes, el más sobresaliente fue el de T. lucida ya que se registró una inhibición completa del crecimiento, y no se registró producción de esclerocios. Los aislamientos 4 y 18 fueron susceptibles a los extractos acuosos de las cinco especies ya que no se produjeron esclerocios. Además los tratamientos de extractos acuosos de T. filifolia y T. coronopifolia inhibieron la producción de esclerocios en los aislamientos 25 y 16, respectivamente (p=0.05). En algunos aislamientos se registró un efecto estimulatorio en la producción de esclerocios respecto al tratamiento testigo, como en el caso del tratamiento de T. erecta y T. filifolia en tres aislamientos, T. coronopifolia y T. foetidissima en dos aislamientos donde la producción de esclerocios fue mayor que en el tratamiento testigo (Tabla 4).

Las cinco especies de Tagetes, presentaron tasas de crecimiento significativamente menores en el crecimiento micelial de M. fructicola que en los tratamientos testigo y Tween (p = 0.05). Los aceites esenciales al 0.1 % inhibieron el crecimiento con valores RRT superiores al 95 % en las especies T. foetidissima, T. lucida, T. coronopifolia y T. erecta (Tabla 5). El tratamiento con el aceite esencial de T. filifolia registró una reducción del 28 % en la tasa de crecimiento con respecto al testigo. En los tratamientos con extractos acuosos de Tagetes el tratamiento de T. lucida también tuvo efecto fungicida. Sólo el tratamiento con extractos acuosos de T. coronopifolia presentó diferencias estadísticamente significativas (p = 0.05) con respecto al testigo, con una reducción del 44 % en la tasa de crecimiento.

Los tratamientos con aceites esenciales al 0.1 % de las cinco especies de Tagetes inhibieron completamente la esporulación de M. fructicola, así como con los tratamientos con extractos acuosos al 2 % de las especies de T. foetidissima, T. lucida y T. erecta. Por el contrario, en los tratamientos con extractos acuosos al 2 % de T. filifolia y T. coronopifolia se presentó un efecto estimulatorio de 150.9 y 225.8 % de esporulación respecto al tratamiento testigo (Tabla 5).

Los extractos de todas las especies de Tagetes analizadas presentaron propiedades antifúngicas en algunos aislamientos S. rolfsii. La respuesta de los aislamientos fue variada, desde efecto fungicida hasta estimulación en el crecimiento micelial; desde inhibición en la producción de esclerocios hasta incremento de ellos. Particularmente destacó T. lucida en forma de extracto acuoso con acción fungicida sobre todos los aislamientos de S. rolfsii y sobre M. fructicola. En trabajo anterior T. lucida había tenido una fuerte actividad antifúngica contra 5 especies de hongos, lo que confirma su potencialidad para ser usada para el control de enfermedades de origen fúngico (Céspedes et al., 2006).

En cuanto a M. fructicola el efecto más notable fue la inhibición del crecimiento micelial mayor al 90 % de los aceites esenciales de 4 de las 5 especies probadas de Tagetes, en contraste con los extractos acuosos el efecto fue reducido con excepción de T. lucida; todo esto en relación a la variación en número y cualidades de los compuestos en cada especie de Tagetes. La esporulación resultó ser una fase más sensible ya que fue inhibida por los aceites de todas las especies y la mayor parte de los extractos acuosos. Al respecto Bravo et al. (1998) y Montes–Belmont (1997), mencionan que la interacción de las sustancias y el patógeno generan una gran variedad de respuestas. Algunos extractos pueden ser inhibidores para un hongo y estimulantes para otro, o en un mismo patógeno, inhibir en una etapa de crecimiento y en otra puede ser estimulatorio, como ocurrió con los tratamientos con extractos acuosos de T. filifolia y T. coronopifolia, en donde se produjeron más esporas que en el tratamiento testigo y hubo una germinación más rápida.

Literatura citada

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