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1. ANTECEDENTES.

De acuerdo con diversos reportes científicos, Latinoamérica constitu-ye la región más rica en diversidad vegetal a nivel mundial, donde, Bra-sil, Colombia, México, Perú y Vene-zuela ocupan los primeros lugares por presentar el mayor número de especies. Aproximadamente el 50 % de esa diversidad se emplea para satisfacer alguna necesidad huma-na, y desde luego, las plantas medi-cinales (PM) ocupan el principal porcentaje (Estrada, 2002).

Las plantas medicinales se han utili-zado en todo el mundo por años y

son ampliamente reconocidas. La escasez y la alta demanda de plantas medicinales han promovido el desa-rrollo de cultivos artificiales. Los componentes químicos de las plan-tas medicinales son generalmente abundantes y de estructura química diversa. Según su naturaleza quími-ca se pueden clasificar en inorgáni-cos y orgánicos.

Los principios activos de las plantas medicinales son sustancias que son sintetizados y almacenados en el curso de su crecimiento a través de su metabolismo. Sin embargo, no todos tienen un valor medicinal di-rectamente aprovechable.

Estudio del efecto de los hongos micorrízicos en el desarrollo cualitativo de cuatro plantas

medicinales.

RESUMEN

Las plantas medicinales se han utilizado en todo el mundo por años y son ampliamente reconocidas. Los principios activos de las plantas medicina-les son sustancias que son sintetizadas y almacenadas en el curso de su crecimiento a través de su metabolismo. La simbiosis entre plantas medi-cinales y hongos micorrízicos arbusculares (HMA), pueden promover la acumulación de diversos metabolitos con propiedades importantes en el tratamiento de enfermedades.

El objetivo del presente trabajo radica en evaluar el efecto de los hongos micorrízicos en el desarrollo cualitativo y cuantitativo de cuatro plantas medicinales.

 

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Los principios activos no se distri-buyen de una manera uniforme por toda la planta. Se concentran prefe-rentemente en las flores, las hojas, las raíces, los frutos, la corteza y/o a veces en las semillas. El contenido en principios activos en una planta medicinal oscila dependiendo del hábitat de la misma, de la recolec-ción y de la preparación (Álvarez, 2007; Arroyo et al., 2007). Los prin-cipios activos son metabolitos se-cundarios del vegetal y no tienen un papel esencial en los fenómenos vi-tales de las plantas. Sus estructuras químicas son muy diversas, que se componen por lo general de com-puestos bien definidos (alcaloides, flavonoides, etc.) o de mezclas com-plejas. Su utilidad primordial es ser-vir como medicamento que alivie el malestar y restablezca la salud (Mu-ñoz, 2002).

Muchos metabolitos secundarios con diferentes funciones se produ-cen durante el crecimiento y el desa-rrollo de plantas. La simbiosis entre plantas medicinales y hongos mico-rrízicos arbusculares (HMA), pueden promover la acumulación de diver-sos metabolitos con propiedades importantes en el tratamiento de enfermedades. Los HMA forman simbiosis con el 90 % de las plantas terrestres. La micorriza arbuscular (MA) se define como una estructura especializada, la cual se origina al asociarse mutuamente diversos grupos de hongos específicos con la

raíz de las plantas vasculares (Alar-cón, 2007). La MA se caracteriza principalmente por formar estructu-ras tanto extramatricales como in-trarradicales (Alarcón, 2007). Son nombrados HMA porque dentro de las células corticales de las raíces forman estructuras ramificadas lla-madas arbúsculos. Los arbúsculos son estructuras hifa-les, ramificadas en la parte final, que pueden llenar la mayor parte del lumen de las células de la corteza, y proporcionan una superficie de transferencia nutrimental entre la planta y el hongo, principalmente carbono y fosfato (Harrison, 2005; Sekhara et al., 2007). Junto con los arbúsculos, la micorriza arbuscular se caracteriza por presentar otras estructuras denominadas vesículas. Las vesículas contienen lípidos y son probablemente las estructuras don-de se almacenan compuestos de carbono, y su formación depende del simbionte fúngico así como de las condiciones ambientales (Hodge, 2000). Finalmente las esporas, que son estructuras de propagación, son generalmente producidas en el sue-lo, aunque algunas especies de Glo-mus tienen la capacidad de formar-las en el interior de la raíz. En su in-terior contienen sustancias lipídi-cas. El ciclo de vida del hongo for-mador de MA se inicia con la germi-nación de las esporas, las cuales, pueden ser solitarias o agrupadas en esporocarpos (Maia y Yano, 2001;

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Strack et al., 2003). Durante la formación de la MA, el hongo experimenta varias fases de desarrollo: asimbiótica, presimbió-tica y simbiótica (ver Figura 1).

a) Fase asimbiótica. Se da la germi-nación de la espora y se produce una cantidad limitada de micelio, lo cual ocurre en ausencia de la planta hos-pedante. Durante esta fase el hongo vive de sus reservas (Balestrini y

Figura 1. Etapas en la formación de la micorriza arbuscular (Balestrini y Lafranco, 2006).  

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Lanfranco,2006; Bucher,2006). b) Fase presimbiótica. Ocurre en presencia de la raíz y se caracteriza por una ramificación extensa de las hifas, mediante la cual el hongo en-tra en contacto con la superficie de la raíz, formando una estructura de fijación denominada apresorio (Ba-lestrini y Lanfranco,2006). c) Fase simbiótica. Después de la formación del apresorio, se continúa con la etapa simbiótica, que implica la formación de arbúsculos intrace-lulares y en esta fase el crecimiento de micelio esporulativo (formador de esporas) fuera de la raíz aumenta (Bucher,2006).

Actualmente, existen pocos trabajos relacionados con el estudio de la interacción MA y plantas medicina-les enfocados al incremento de sus metabolitos secundarios. La mayo-ría de éstos se abocan a analizar el incremento en el crecimiento en estas especies vegetales. Por citar un ejemplo, se tiene a Dodonaea viscosa (L.) Jacq. (familia Sapindaceae), la cual es una planta característica de las zonas áridas de México, conocida también como Chapulixtle, Ocotillo o Jarilla. Dodonaea viscosa, se emplea en medicina tradicional contra pro-blemas gastrointestinales, enferme-dades de la piel, gota y reumatismo y en enfermedades venéreas, fiebre y cólicos (Gardezi et al., 2000). Los HMA probados en esta planta pro-dujeron mayores rendimientos de

biomasa aérea, en comparación con las plantas no inoculadas. La alta demanda de las plantas medicinales ha motivado el desarrollo de estra-tegias para la producción de este tipo de plantas, que a diferencia de las alimenticias en donde lo que im-porta son los kilos por hectárea, en las medicinales lo que se busca es una mayor concentración de las sus-tancias activas (Estrada, 2002).

Con base en lo anterior, actualmente se realizan evaluaciones de la res-puesta en el incremento de la con-centración de principios activos en plantas medicinales cuando son inoculadas con HMA. Por otro lado se ha observado el incremento en la producción de antioxidantes (ácido caféico y ácido rosmarínico) en la parte aérea de albahaca (Ocimun basilicum) al ser colonizada con HMA. Sin embargo este es un bene-ficio que no se puede generalizar para todas las variedades de las plantas antes mencionadas, ni fren-te a todos los HMA; todavía falta mucho trabajo por realizar (Tous-saint et al., 2007).

En la rizósfera, determinados mi-croorganismos que se asocian con las raíces de las plantas están invo-lucrados en la promoción del creci-miento vegetal mediante un amplio rango de actividades. Estas incluyen la estimulación del crecimiento ra-dical y la absorción de los nutrien-tes, mejora de la salud de la planta y la calidad estructural del suelo. Es

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por eso que muchas investigaciones se están enfocando en la búsqueda de microorganismos con la habili-dad para mejorar el enraizamiento, disolver el fosforo mineral no asimi-lable por la planta, así como fijar nitrógeno de la atmosfera, producir sideróforos, e interactuar con otros microorganismo (ej., interacciones entre planta-hongo-bacteria). Esto sugiere que algunos de los benefi-cios sobre el crecimiento de las plan-tas, atribuidos a los hongos MA, provienen de la combinación con las bacterias asociativas (Miller y Jas-trow 2000). Algunas especies de bacterias como Azotobacter, Beije-rinckia, Clostridium, Burkholderia, y Azospirillum han sido estudiadas en su interacción con HMA.

La bacteria Azospirillum sp en com-binación con hongos HMA produce un incremento significativo en el crecimiento de algunos cultivos, pero el mecanismo responsable es controversial. Algunas veces los in-crementos ocurren sin la evidencia de incrementos en la fijación de N o aumentos del contenido de N en las plantas y más bien puede estar rela-cionado con la producción de sus-tancias reguladoras del crecimiento vegetal (Blanco y Salas, 1997).

La MA es considerada como un mi-croorganismo promotor del creci-miento de la planta, el cual esta rela-cionado con la mejora en el suminis-tro de nutrientes minerales. Depen-diendo de la planta y del HMA, la

colonización del sistema radical puede incrementar la nutrición de fósforo u otro nutriente mineral. (Akhtar y Siddiqui, 2008; Vessey, 2003). Teniendo en cuenta estos aspectos se realizó un estudio com-parativo del efecto benéfico en cua-tro plantas medicinales (Manzanilla, Toronjil, Valeriana y Cedrón).

2. OBJETIVO GENERAL.

Evaluar el efecto de los hongos mi-corrízicos en el desarrollo cualitati-vo y cuantitativo de cuatro plantas medicinales.

2.1 Objetivos específicos

Evaluar el porcentaje de coloniza-ción de cuatro plantas medicinales (Manzanilla, Toronjil, Valeriana y Cédrón inoculadas con el hongo mi-corrízico Rhizophagus intraradices y la combinación con la bacteria de Azospirillum.

Evaluar la altura de cuatro plantas medicinales (Manzanilla, Toronjil, Valeriana y Cédrón inoculadas con el hongo micorrizico Rhizophagus intraradices y la combinación con la bacteria de Azospirillum

3. LOGROS

a. Inoculación de plantas medicina-les en invernadero

A partir de plantas recién germina-das en almácigos, se procedió a la inoculación de las 4 especies de

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plantas medicinales. Se eligió un inoculo comercial, donado por la compañía Biosustenta. El producto consiste en propágulos de un cultivo monoxénico de R. intraradices. También se incluyó un tratamiento con la bacteria de vida libre Azospi-rillum brasiliense solo y en combi-nación con el HMA.

b. Trasplante de plantas medicinales a campo

Buscando replicar las condiciones naturales, se realizó el trasplante de las plantas inoculadas en invernade-ro, a condiciones de campo. Se si-guió el diseño experimental pro-puesto, disminuyendo el riesgo de

inoculación en las plantas testigo.

c. Muestreo de raíces

Durante los preparativos para que las plantas fueran destinadas a cam-po, se realizó un muestreo de las raíces en donde se muestran las di-ferencias morfológicas, que ocurrie-ron a través de la relación o ausencia de los microorganismos,

d. Evaluación de desarrollo a partir de la altura de las plantas según tra-tamiento

Como punto de comparación, se planteó la medición de alturas de las plantas para cada uno de sus trata-mientos. Una vez realizadas las me-diciones, se procedió a un análisis

Figura 2. Diseño experimental empleado para el trasplante de las plantas medicinales en condiciones de campo. T1=Testigo; T2=Bacteria (Azospirillum brasiliense); T3=Hongo (Rhi-zophagus intraradices); T4=Hongo + Bacteria.

 

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estadístico de varianza para poder determinar diferencias estadísticas entre los distintos tratamientos.

e. Evaluación del porcentaje de co-lonización

El porcentaje de colonización, nos permitió determinar si el hongo es-tableció una relación simbiótica con su hospedero y en que intensidad.

4. DESARROLLO DE LAS ETAPAS

Las plantas medicinales se obtuvie-ron de semilleros, (manzanilla, to-ronjil, valeriana y cedrón). Las plan-tas son inoculadas con 2 ml del hon-go micorrízico Rhizophagus intra-radices y con la bacteria Azospi-rillum el experimento estuvo en el invernadero durante 1 mes y poste-riormente se trasplantaron a campo, las variables a evaluar fueron altura y porcentaje de colonización.

El experimento contempló un dise-

Figura 3. Cedrón A) (Testigo): B) (Bacteria): C) (Hongo): D) (Hongo +Bacteria).  

 

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ño de tratamientos completamente al azar, con 3 tratamientos y cinco repeticiones cada uno. Los datos fueron analizados mediante el pro-grama SAS para Windows (SAS Ins-titute Inc. 2002), realizando un aná-lisis de varianza y prueba de compa-ración de medias (Tukey, α = 0.05).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Actualmente se desarrollan pruebas referentes a actividad biológica de la

simbiosis de los hongos sobre las plantas medicinales, a cargo del Co-legio de Postgraduados. De manera paralela, se realiza en el Instituto Politécnico Nacional una cuantifica-ción de los metabolitos secundarios presentes en las plantas inoculadas.

Estructuras del HMA (Rhizophagus intraradices) presentes en la raíz de manzanilla.

 

 

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