annona_biopesticide
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Annona cheromolia seeds are efficient pesticides on Brevicoryne brassicaeTRANSCRIPT
1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS
ESCUELA DE CIENCIAS BIOLOGICAS
TRABAJO DE INVESTIGACION
EFECTO BIOINSECTICIDA DE EXTRACTOS DE LAS SEMILLAS
DE Annona cherimolia Miller “chirimoya” SOBRE Brevicoryne
brassicae L. “pulgón ceniciento de la col”
AUTOR : BLGO. MIGUEL C. BOBADILLA ALVAREZ
DIRECCIÓN: JR. PUNO #357 URB. ARANJUEZ
TRUJILLO – LA LIBERTAD -PERU
TELEFONO: 005144-318236
E-MAIL: [email protected]
NOVIEMBRE - 2001
PERU
2
EFECTO BIOINSECTICIDA DE EXTRACTOS DE LAS SEMILLAS DE Annona
cherimolia Miller “chirimoya” SOBRE Brevicoryne brassicae L. “pulgón
ceniciento de la col”.
BOBADILLA ALVAREZ, M.*
*LABORATORIO DE TECNOLOGIA ENZIMÁTICA Y PRODUCTOS NATURALES. FACULTAD DE
CIENCIAS BIOLÓGICAS. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO.
e-mail: [email protected]
RESUMEN
El propósito del presente trabajo fue determinar el efecto bioinsecticida
sobre Brevicoryne brassicae L. “pulgón ceniciento de la col” mediante el
empleo del endosperma de las semillas de Annona cherimolia Mill.
“chirimoya” en diferentes solventes de extracción tales como: Agua destilada,
etanol 96%, cloroformo, y hexano, además de la combinación etanol-cloroformo
(1:1). Los extractos fueron preparados evaporando a sequedad cada solvente
para luego redisolver el extracto seco en agua destilada a 50ºC hasta 100 mL.
Estos fueron rociados manualmente hacia las hojas de Brassica oleracea L.
“col” infestadas con B. brassicae L. “pulgón ceniciento de la col”. Los
resultados demostraron que todos los extractos tienen efecto bioinsecticida
siendo más eficaces el etanólico y el etanol-clorofórmico con un 99,8% y 99,6%
de mortalidad a las 6 horas, respectivamente. Sin embargo estadísticamente el
tiempo mínimo de máxima mortalidad fue a los 30 minutos con un 73,2% y de 1
hora con un 78,8% en ambos extractos. Los principios activos causantes del
efecto biocida serían los alcaloides isoquinoleínicos, diterpenos del tipo ent-
kaurano y acetogeninas, proponiéndose una acción sinérgica y de contacto.
PALABRAS CLAVES: Efecto bioinsecticida, extractos, semillas, Annona cherimolia,
Brevicoryne brassicae.
3
BIOPESTICIDE EFFECTIVITY OF EXTRACTS FROM Annona cherimolia
Miller “custard apple” SEEDS ON Brevicoryne brassicae L. “cabbage
aphis”.
ABSTRACT
The aim of this present study was to determinate the biopesticide
effectivity on Brevicoryne brassicae L. “cabbage aphis” by using seed
endosperm from Annona cherimolia Mill “custard apple” in different
dissolvents such as : Distilled water, ethanol (96%), chloroform and hexan and
ethanol-chloroform combined (1:1). The crude extracts were elaborated by
dissolvent vaporization and then re-dissolved in 100 mL. of distilled water at 50º
C. The re-dissolved extracts were manually sprayed on leaves of Brassice
oleracea L. “cabbage” which were infested with B .brassicae L. “cabbage
aphis”. Every extracts showed biopesticide effectivity, but the most efficients
were ethanolic and ethanol-chloroformic extracts. In addition, the highest
mortality level in percentage was at sixth hour with 99,8% and 99,6%. However,
statically the minimum time of highest mortality was 73.2% in ethanolic extract
at thirty minutes. It was also recovered that 78,8% of individuals were
susceptible with in ethanol-chloroformic extract at first hour after beginning the
bioassay. Isoquinoleinic alkaloids, type ent-kauren diterpens and acetogenins
were causing the biopesticide effectivity. Contact and synergic actions are
proposed.
KEY WORDS: Biopesticide effectivity, extracts, seeds, Annona cherimolia, Brevicoryne
brassicae
4
INTRODUCCIÓN
Las plantas son ampliamente utilizadas directamente como
medicamentos o como fuente de compuestos medicinales, pero algunas de
ellas han adquirido importancia como plaguicidas (Yang y Tang, 1988). La base
intelectual más importante para el uso de las plantas está sustentado en las
experiencias campesinas, son ellos los que a través del tiempo han
demostrado que los recursos botánicos forman parte de una estrategia integral
para resolver los problemas fitosanitarios en los diversos cultivos (Hoss, 1999).
En ese sentido, los alcaloides de Nicotiana, Chrysanthemum, Ryania y la
isoflavona rotenona de Lonchocarpus, entre otros, están siendo explotados en
escala comercial y como resultado sus características químicas y acciones
fisiológicas se han descrito en detalle (Gunther, 1964).
El “chirimoyo”, Annona cherimolia Miller es un árbol frutal subtropical
perteneciente a la familia Annonaceae (Mostacero y Mejía, 1993). A las
semillas le son atribuidas propiedades insecticidas, tal y como lo manifiesta
Gomero (1994) quien afirma que son efectivas en pulgones del género Aphis,
demostrando además citotoxicidad a Myzus persicae Sulzer (Guadano et al.,
2000) y control en Macrosiphum euphorbiae Thomas (Stoll,1989), entre otros
insectos .
En la actualidad el cultivo de Brassica oleracea L. “col” se ve afectado
económicamente por daños que ocasiona el “pulgón ceniciento de la col”
Brevicoryne brassicae L. succionando la savia de las hojas, arrugándolas y
marchitándolas (Metcalf y Flint, 1965). Hasta el momento no existen trabajos
realizados utilizando diferentes extractos de las semillas de A. cherimolia Mill.
“chirimoya” aplicados a tales pulgones, razón por la cual el presente trabajo
permitirá comprobar el efecto bioinsecticida “in vitro” de B. brassicae L.“pulgón
ceniciento de la col”, empleando diferentes solventes de extracción.
5
MATERIAL Y MÉTODOS
1. MATERIAL VEGETAL:
Semillas del fruto maduro de A. cherimolia “chirimoya” fueron
obtenidas de los mercados de la ciudad de Trujillo.
2. MATERIAL ENTOMOLÓGICO:
Fueron colectadas hojas de col infestadas con pulgones en todas
sus fases de desarrollo de una parcela de 90 m2 ubicada en el Centro
Experimental de Producción de Cultivos Alimenticios y Animales Menores
de la Universidad Nacional de Trujillo (CEPCAM-UNT).
3.- MATERIAL QUÍMICO
Los solventes fueron proporcionados por el departamento de
Química Biológica y Fisiología Animal, Facultad de Ciencias Biológicas de
la Universidad Nacional de Trujillo y fueron los siguientes: Agua destilada,
etanol 96º, cloroformo y hexano.
4 -PREPARACIÓN DE LOS EXTRACTOS
30 gramos del endosperma de las semillas de A. cherimolia
Mill.“chirimoya”, fueron maceradas en 150 mL. de solvente. El macerado
una vez filtrado, fue secado mediante corriente de aire hasta eliminar
completamente el solvente. De esta manera fueron obtenidos los
extractos secos acuoso y etanólico y los extractos siruposos, etanol-
clorofórmico, clorofórmico y hexánico respectivamente. Todos ellos fueron
redisueltos en agua destilada a 50ºC y se agitaron fuertemente con una
pera de decantación. Luego los extractos fueron enfriados para realizar
los ensayos.
6
5.-BIOENSAYOS
Los bioensayos fueron realizados sobre la base de 100 pulgones en
sus diferentes fases de desarrollo. Cada extracto fue repetido cinco veces,
evaluándose el porcentaje y tiempo de mortalidad. El testigo absoluto estuvo
conformado por agua destilada. El efecto letal de los extractos se determinó
realizando observaciones a los 10, 15 y 30 minutos inicialmente, para luego
ampliarlas a intervalos de 1 hora hasta el momento en que la mortalidad se
detuviera (6 horas). El método empleado fue el de aspersión o rociado
manual (Hoss, 1992) hecho con un pulverizador manual.
4.-ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Los resultados fueron analizados mediante un Análisis de Varianza
(ANAVA) y para evaluar entre que tratamientos existían diferencias se aplicó
la prueba de Tukey con un nivel de significación de 0,05% y 0,01%. Los
resultados también fueron graficados en tablas, gráficas de tendencia y
barras tridimensionales.
.
7
RESULTADOS
La tabla Nº 01 muestra el porcentaje de mortalidad de B.
brassicae “pulgón ceniciento de la col” evaluados hasta las seis horas
de exposición a los diferentes extractos.
Las tablas Nº 02, 03, 04, 05 y 06 muestran el Análisis de varianza
(ANAVA) con sus respectivas pruebas de comparación múltiple de
Tukey para diferenciación de tratamientos.
La figura Nº 01 muestra la mortalidad en gráfico tridimensional y
la figura Nº 02 la mortalidad representada mediante un gráfico de
tendencias.
8
TABLA Nº01: Porcentaje de mortalidad "in vitro" de B. brassicae L. “pulgón ceniciento de la col” y efectividad de cinco
extractos de las semillas de A. cherimolia “chirimoya” en función al tiempo.
EXTRACTOS
NUMERO DE
PULGONES
UTILIZADOS
PORCENTAJE DE MORTALIDAD EN FUNCIÓN AL TIEMPO
EN LA
APLICACION
10 min.
15 min.
30 min.
1 h.
2 h.
3 h.
4 h.
5 h.
6 h.
ACUOSO 100 9,6 17,6 22,8 31,0 43,6 51,0 62,2 66,0 66,8
ETANOLICO 100 57,2 57,4 73,2 94,6 96,2 96,4 96,8 99,6 99,8
ETANOL-
CLOROFORMICO
100
36,4
49,4
64,2
78,8
91,2
97,6
96,8
99,4
99,6
CLOROFORMICO 100 13,6 28 49,4 57,2 78,6 86,4 98,4 96,8 98,0
HEXANICO 100 6,2 15,8 36,4 50 55,4 65,6 85,6 90,4 93,4
TESTIGO
ABSOLUTO
100 - - - - - - - - -
9
TABLA Nº02: ANAVA Y TUKEY para la mortalidad de B. brassicae L. con
nueve niveles de tiempos ejecutados para el extracto acuoso.
ANAVA
F de V GL SC CM FC Ft
F(0,05) F(0,01)
TRATAMIENTOS 8 19056,58 2382,07 21,87 2,254 3,136
ERROR 36 3902 108,39
TOTAL 44 22958,58
TUKEY
6 h. 5 h. 4 h. 3 h. 2 h. 1 h. 30 min.
15 min.
10 min.
66,8 66,0 62,2 51,0 43,6 31 22,8 17,6 9,6 _________________ 0,05 ________
______________________ 0,01 ______________
TABLA Nº03: ANAVA Y TUKEY para la mortalidad de B. brassicae L. con
nueve niveles de tiempos ejecutados para el extracto etanólico.
ANAVA
F de V GL SC CM FC Ft
F(0,05) F(0,01)
TRATAMIENTOS 8 12942 1617.86 8.41 2,254 3,136
ERROR 36 6920.8 192.24
TOTAL 44 19863.65
TUKEY
6h. 5 h. 4 h. 3 h. 2 h. 1 h. 30 min.
15 min.
10 min.
99,8 99,6 96,8 96,4 96,2 94,6 73,2 57,4 57,2 0,05
0,01
10
TABLA Nº04: ANAVA Y TUKEY para la mortalidad de B. brassicae L. con
nueve niveles de tiempos ejecutados para el extracto etanol-
clorofórmico.
ANAVA
F de V GL SC CM FC Ft
F(0,05) F(0,01)
TRATAMIENTOS 8 22888,85 2861,10 23,58 2,254 3,136
ERROR 36 4368,8 121,35
TOTAL 44 27257,65
TUKEY
6 h. 5 h. 4 h. 3 h. 2 h. 1 h. 30 min.
15 min.
10 min.
99,6 99,4 96,8 97,6 91,2 78,8 64,2 49,4 36,4 0,05
0,01
TABLA Nº05: ANAVA Y TUKEY para la mortalidad de B. brassicae L. con
nueve niveles de tiempos ejecutados para el extracto
clorofórmico.
ANAVA
F de V GL SC CM FC Ft
F(0,05) F(0,01)
TRATAMIENTOS 8 40615,4 5076,92 42,95 2,254 3,136
ERROR 36 4255,6 118,21
TOTAL 44 44871,0
TUKEY
6 h. 5 h. 4 h. 3 h. 2 h. 1 h. 30 min.
15 min.
10 min.
98,0 96,8 98,4 86,4 78,6 57,2 49,4 28,0 13,6 0,05
0,01
11
TABLA Nº06: ANAVA Y TUKEY para la mortalidad de B. brassicae L. con
nueve niveles de tiempos ejecutados para el extracto hexánico.
ANAVA
F de V GL SC CM FC Ft
F(0,05) F(0,01)
TRATAMIENTOS 8 40320,18 5040,02 24,83 2,254 3,136
ERROR 36 7308,8 203,02
TOTAL 44 47628,98
TUKEY
6 h. 5 h. 4 h. 3 h. 2 h. 1 h. 30 min.
15 min.
10 min.
93,4 90,4 85,6 65,6 55,4 50,0 36,4 15,8 6,2 0,05
0,01
12
10
min.15
min.30
min.1 h. 2 h. 3 h. 4 h. 5 h. 6 h.
TESTIGO ABSOLUTO
EXTRACTO ACUOSO
EXTRACTO ETANOLICO
EXTRACTO ETANOL-CLOROFORMICO
EXTRACTO CLOROFORMICO
EXTRACTO HEXANICO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TIEMPO
FIGURA Nº 1: Mortalidad "in vitro" de B. brassicae L." pulgón ceniciento de la col" y
efectividad de cinco extractos en las semillas de A. cherimolia Mill. "chirimoya" .
MORTALIDAD %
13
FIGURA Nº 2: Porcentaje de mortalidad "in vitro" de B. brassicae L. "pulgón ceniciento de la col" y efectividad
de cinco extractos de las semillas de A. cherimolia Mill. "chirimoya" .
0
20
40
60
80
100
120
10 min. 15 min. 30 min. 1 h. 2 h. 3 h. 4 h. 5 h. 6 h.
TIEMPO
MO
RTA
LID
AD
%
Extracto acuoso
Extracto etanólico
Extracto etanol-clorofórmico
Extracto clorofórmico
Extracto hexánico
TESTIGO ABSOLUTO
14
DISCUSIÓN
Según los resultados de la tabla Nº 01, la máxima mortalidad se alcanzó
en 6 horas con los extractos etanólico y etanol-clorofórmico con un 99,8% y
99,6% respectivamente, sin embargo estadísticamente y con un 0,01, el
tiempo mínimo efectivo para alcanzar la máxima mortalidad fue a los 30
minutos con un 73,2% para el extracto etanólico, según la tabla Nº 03. De igual
manera para los extractos etanol-clorofórmico, clorofórmico, hexánico y acuoso
sus valores de mortalidad fueron 78,8% en 1 hora, 78,6 en 2 horas, 65,6 en 3
horas y 43.6% en 2 horas respectivamente (Tablas Nº 02, 04, 05 y 06). En la
tabla Nº 01 se observa que el extracto etanólico alcanzó el mayor tiempo inicial
de mortalidad con un 57,2 % a los 10 minutos de aplicación, seguido del
extracto etanol-clorofórmico con un 36,4 %, clorofórmico con un 13,6%, el
acuoso con un 9,6% y el hexánico con un 6,2%, lo que nos conduce a deducir
que el extracto etanólico es el que desde el inicio ejerce un mayor control sobre
el “pulgón ceniciento de la col” con un menor tiempo inicial de mortalidad en
relación a los demás extractos (Tabla Nº 01).
En la figura N 02 se muestran que las tendencias de las mortalidades
son inicialmente exponenciales y se estabilizan a partir de las 4 horas para
detenerse a las 6 horas con una mortalidad mayor al 90% en los extractos
orgánicos mas no en el extracto acuoso cuya mortalidad alcanzó un 66,8%, lo
que demuestra que el efecto bioinsecticida puede lograrse a base de solventes
orgánicos que normalmente logran extraer un porcentaje mayor de las
sustancias activas, pero por los efectos biológicos que causan, es necesario
separarlos del extracto antes de la ejecución de los ensayos (Hoss, 1992), de
ahí que se empleó el criterio de la redisolución de los mismos en agua
destilada. Por lo tanto, su preparación en solventes orgánicos según sus
características físico-químicas, extraerían diferentes sustancias procedentes de
un mismo material biológico en lugar de acumularlos en un solo extracto tal y
como lo afirma Rondina et al. (1997), ello también con la finalidad de poder
comparar los diferentes extracciones en función de su actividad biocida.
15
La semejanza o diferencia entre la polaridad de la sustancia
plaguicida y la del tejido insectil es fundamental para su capacidad de
penetración (Primo y Carrasco,1977), cuyo mecanismo se podria explicar
debido a que la cutícula del insecto posee propiedades de absorción muy
eficientes para la mayoría de insecticidas de contacto. Esta penetración sería
regulada por las propiedades de los lipoides de la epicutícula y la acción se
complementaría sobre los órganos sensoriales presentes en los tarsos de los
insectos por efecto de las películas residuales de los mismos en cualquier
superficie (Metcalf y Flint, 1965) Por ejemplo, el solvente agua extraería
componentes activos no afines a las sustancias liposolubles de la cutícula y de
la capa cérica del insecto por lo que no se realizaría un control inmediato, pero
si a medida que avanzaba el tiempo siendo el efecto en menor proporción a
diferencia de los extractos orgánicos (Tabla Nº 01). Estos solventes orgánicos
extraerían principios medianamente polares y muy apolares cuya interacción
hacia la superficie cerosa y epicuticular del pulgón deben permitir la
penetración, accionar y consecuente mortalidad en menor tiempo y en mayor
proporción.
Rodríguez (2000), afirma que la actividad tóxica de las anonas es por
contacto, principalmente para insectos pequeños y de cuerpo blando como los
pulgones y es producida por las acetogeninas de las semillas de A. cherimolia
chirimoya cuyo efecto insecticida se realiza mediante la inhibición de la
NADH ubiquinona óxidoreductasa del complejo I mitocondrial (Morre et al.,
1995), (Alali et al., 1999), (Guadano et al., 2000). Una acción similar
producirían los alcaloides isoquinoleínicos perteneciente a esta familia de
vegetales (Caparros-Lefebvre et al., 1999), siendo inhibidores de la
monoaminooxidasa ejerciendo función neurotóxica. Las especies de la familia
Annonaceae mantiene como metabolito al ácido kaurenoico, responsable de
actividades antibacteriales (Correa y Bernal, 1989) y que actuarían como
veneno de contacto contra áfidos (Jacobson, 1958) cumpliendo así función
citostática (Bruneton, 1991). Según lo anterior, existe la posibilidad que los
principios activos causantes del efecto bioinsecticida actuasen conjuntamente
ejerciendo acción sinérgica capaces de penetrar la cutícula del insecto.
16
CONCLUSIONES
Las semillas de A. cherimolia chirimoya Mill. manifiestan efecto
bioinsecticida en B. brassicae L.pulgón ceniciento de la col.
Los extractos etanólico y etanol-clorofórmico son los más eficaces
en el control del pulgón ceniciento de la col con un 99,8% y
99,6% de mortalidad en seis horas.
Los principios activos causantes de la acción bioinsecticida serían
los alcaloides isoquinoleínicos, las acetogeninas y los diterpenos
del tipo ent-kaurano (ácidos kaurenoicos).
La acción ejercida sería por contacto y por acción sinérgica.
RECOMENDACIONES
La investigación sugiere complementar los posteriores estudios
en el campo mediante el empleo de sustancias adherente y/o
potenciadoras de insecticidas para poder producir en el futuro
bioinsecticidas como alternativa ecológica.
17
LITERATURA CITADA
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USA.
AGRADECIMIENTOS
A los profesores Ms. C. Marco Salazar Castillo y Ms. C.
Alfredo Martín Alva por el asesoramiento y la infraestructura brindada
para la realización del presente trabajo.