Efectos insecticidas y bioquímicos de aceites esenciales obtenidos de plantas colombianas sobre el gorgojo rojo de la harina, Tribolium castaneum (Coleoptera : Tenebrionidae)

Autor: Oviedo Sarmiento, Juan Sebastián
Přispěvatelé: Prieto Rodríguez, Juliet Angélica, Marín Loaiza, Juan Camilo, Gil Archila, Elizabeth, Caballero Gallardo, Karina Rocío
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Repositorio Universidad Javeriana
Pontificia Universidad Javeriana
instacron:Pontificia Universidad Javeriana
Popis: El uso de insecticidas sintéticos tradicionales para el control de Tribolium castaneum ha generado problemas de salud pública debido a su alta toxicidad y baja selectividad, haciéndose necesario el desarrollo de nuevos agentes fitosanitarios que sean seguros y eficientes. En esta investigación se determinó el potencial fumigante de algunos AEs obtenidos de especies aromáticas colombianas. Asimismo, se evaluaron los posibles mecanismos de acción a través de la inhibición de la actividad catalítica de enzimas vitales y desintoxicantes de T. castaneum. Por medio del método experimental desarrollado se logró evaluar la acción fumigante de 45 aceites esenciales (AEs) mediante el método de vial en vial. Los valores CL30, CL50 y CL90 de los AEs más activos fueron determinados mediante un análisis PROBIT y se caracterizaron químicamente mediante GC-MS. La letalidad y composición química de los AEs se utilizó para establecer grupos a través de un análisis clúster. El grupo de los AEs promisorios fue sometido a evaluación para determinar su efecto inhibidor sobre la actividad catalítica de las enzimas acetilcolinesterasa (AChE), glutatión-s-transferasa (GST) y catalasa mediante métodos espectrofotométricos. Como resultados se encontró que 23 de 45 AEs mostraron ser promisorios ya que tuvieron CL50 entre 16.23 y 264.59 µL/L aire. La composición química de los AEs más activos fue muy variada, observándose principalmente aceites monoterpénicos y fenilpropánicos. El análisis clúster agrupó los 23 AEs en dos grupos principales, encontrándose que en el grupo uno están los AEs más activos y aquellos en los que los fenilpropanos son los componentes más significativos. En este grupo destacan el aceite de Foeniculum vulgare con CL50 de 16.23 µL/L aire, seguido por Artemisia dracunculus con CL50 22.78 µL/L aire. Con respecto al segundo grupo, los AEs son menos activos y del tipo monoterpénico, como el caso de Citrus sinensis y Coleonema album con valores de CL50 de 138.32 y 264.59 µL/L aire, respectivamente. Estos resultados sugieren que la fumigancia de los AEs puede mejorar con un mayor contenido de fenilpropanos. De igual manera, se cuantificaron las enzimas de importancia metabólica en homogenizados proteicos obtenidos de T. castaneum, donde se evidenció que en dicho extracto están, en diferentes proporciones, las enzimas de interés; destacándose en mayor proporción la catalasa. Para determinar la inhibición de la actividad catalítica de dichas enzimas, se usó una concentración de 500 ppm de cada uno AE promisorios. Como resultados se encontró que, para el caso de la AChE, los 23 AEs promisorios tuvieron variados efectos de inhibición, sobresaliendo los AEs de Piper nigrum y Rosmarinus officinalis con porcentajes superiores al 60 %. Con respecto a la inhibición de la GST, los AEs tuvieron un rango de inhibición entre 10 y el 57 %, destacándose los AEs de Citrus sinensis, Piper aduncum y Zanthoxylum monophyllum. Del mismo modo se evidenció una inhibición catalítica de la catalasa entre el 30 y el 80 %, por parte de los AEs promisorios sobresaliendo los de las especies de Schinus molle, Lavandula angustifolia e Hypericum juniperinum. Con base en estos resultados es posible concluir que los AEs evaluados en la presente investigación pueden llegar a tener variados mecanismos de acción relacionados con la mortalidad de T. castaneum, lo que los convierte en un buen reservorio de sustancias que, en primer lugar, controlen la plaga en cuestión y, en segundo, prevengan los inconvenientes de los insecticidas convencionales como la resistencia. Colciencias The use of synthetic insecticides for the control of Tribolium castaneum has generated public health issues such as high toxicity and low selectivity, making necessary the development of new phytosanitary agents that are safe and efficient. In this investigation, the fumigant potential of some essential oils extracted from Colombian aromatic species was determined. Likewise, the possible mechanisms of action were evaluated through the inhibition of vital and detoxifying enzymes catalytic activity from T. castaneum. Throughout the developed experimental method, it was possible to evaluate the fumigant action of 45 essential oils (AEs) through the “vial en vial” method. The CL30, CL50 and CL90 values from the most active AEs were determined by a PROBIT analysis and they were chemically characterized through GC-MS. The AEs lethality and the chemical composition were used to establish activity groups by means of cluster analysis. The group of promising AEs was evaluated to determinate its inhibitory effect on catalytic activity of the enzymes acetylcholinesterase (AChE), glutathione-s-transferase (GST) and catalase according to spectrophotometric methods. As results, 23 from the 45 AEs showed promising activity with CL50 values between 16.23 and 264.59 µL/L air. The composition of the most active AEs was very varied, observing mainly monoterpenes and phenilpropanoids oils. The cluster analysis grouped these 23 AEs into two main groups finding that in the group number one are found the most active AEs and those in which the phenylpropanes are the most significant components. In this group, stand out the Foeniculum vulgare oil with CL50 of 16.23 µL/L air, followed by Artemisia dracunculus with CL50 of 22.78 µL/L. In regards the second group, the AEs are less active and monoterpenic type, such as Citrus sinensis and Coleonema album with CL50 values of 138.32 y 264.59 µL/L air, respectively. These results suggest the AEs fumigant activity can be improved with a higher phenylpropanes content. In the same way, the enzymes with metabolic importance were quantified in protein homogenates obtained from T. castaneum, where it was found that, in that extract there is activity of the enzymes of interest, in different proportions, being the catalase the one with prominent proportion. To determine the catalytic activity inhibition of theses enzymes, a concentration of 500 ppm of each promising AEs was used. The results show that for the AChE case, the 23 promising AEs had different inhibition effects, with the AEs of Piper nigrum and Rosmarinus officinalis standing out with percentages higher than 60%. Regarding the GST catalytic activity inhibition, the AEs had a range of inhibition between 10 and 57%, highlighting the AEs of Citrus sinensis, Piper aduncum y Zanthoxylum monophylum. Alike, an inhibition of catalytic activity of catalase between 30 and 80% was evidenced by the promising AEs especially those of Schinus mole, Lavandula angustifolia and Hypericum juniperinum. Based in these results, it is possible to conclude that the AEs evaluated in the present investigation may have various mechanisms of action related to the mortality of T. castaneum, which make them a good reservoir of substances that, in first place, control the plague indicated and secondly, prevent the inconveniences of conventional insecticides such as resistance. Magíster en Ciencias Biológicas Maestría
Databáze: OpenAIRE
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