Introducción
⌅Los
nematodos fitoparásitos están asociados con casi todos los cultivos
agrícolas importantes y constituyen una limitación significativa para la
seguridad alimentaria mundial; causan una disminución cuantitativa
sustancial del rendimiento en cereales (5 % - 77 %), vegetales (5 % - 43
%), legumbres (6 % - 23 %), cultivos de semillas oleaginosas (7 % - 27
%), frutas (5 % - 80 %), entre otros (11.
Khan MR. Plant nematodes, an underestimated constraint in the global
food production. In: Khan MR, Quintanilla M (editors). Nematode Diseases
of Crops and Their Sustainable Management. Academic Press; 2023. p.
3-26.
-33.
Briar SS, Khan MR, Zwart R. Nematode problems in pulse crops and their
sustainable management. In: Khan MR, Quintanilla M (editors). Nematode
Diseases of Crops and Their Sustainable Management. Academic Press;
2023. p. 183-204.
). Además, estos organismos nocivos
pueden involucrarse en complejos etiológicos y actúan como vectores de
hongos, bacterias y virus fitopatógenos (11.
Khan MR. Plant nematodes, an underestimated constraint in the global
food production. In: Khan MR, Quintanilla M (editors). Nematode Diseases
of Crops and Their Sustainable Management. Academic Press; 2023. p.
3-26.
).
Los nematodos agallalleros (Meloidogyne spp.) se encuentran entre los géneros importantes, desde el punto de
vista económico y científico, debido a su intrincada relación con las
plantas que parasitan, amplia gama de hospedantes y el nivel de daño
causado por la infestación (22.
Desaeger J, Khan MR, Silva EHC. Nematode problems in tomato, okra, and
other common vegetables, and their sustainable management. In: Khan MR,
Quintanilla M (editors). Nematode Diseases of Crops and Their
Sustainable Management. Academic Press; 2023. p. 223-50.
, 44.
Bernard GC, Egnin M, Bonsi C. The impact of plant-parasitic nematodes
on agriculture and methods of control. In: Shah MM, Mahamood M
(editors). Nematology - Concepts, Diagnosis and Control. 1st ed. Rijeka,Croatia: InTech; 2017. p. 121-51.
). En este género, Meloidogyne incognita (Kofoid & White) Chitwood representa una de las amenazas más
devastadora para la producción de numerosos cultivos agrícolas (33.
Briar SS, Khan MR, Zwart R. Nematode problems in pulse crops and their
sustainable management. In: Khan MR, Quintanilla M (editors). Nematode
Diseases of Crops and Their Sustainable Management. Academic Press;
2023. p. 183-204.
, 44.
Bernard GC, Egnin M, Bonsi C. The impact of plant-parasitic nematodes
on agriculture and methods of control. In: Shah MM, Mahamood M
(editors). Nematology - Concepts, Diagnosis and Control. 1st ed. Rijeka,Croatia: InTech; 2017. p. 121-51.
).
La
mayoría de las prácticas aplicadas para reducir las poblaciones de
nematodos fitoparásitos se basan en el uso de nematicidas químicos o en
la resistencia de las plantas. Los compuestos químicos que se utilizan
son nocivos para la microbiota de los suelos y aérea e, incluso, para
los seres humanos (55. Silva M de F, Paulo Campos V, Barros AF, Pereira da Silva JC, Pedroso MP, Silva F de J, et al. Medicinal plant volatiles applied against the root-knot nematode Meloidogyne incognita. Crop Prot. 2020; 1;130:105057.
).
Adicionalmente, a pesar de la importancia de la resistencia genética,
es difícil y costoso obtener un cultivar comercial con ese atributo; los
cultivares resistentes disponibles en el mercado sólo previenen la
infestación de unas pocas especies/razas y, debido al desarrollo de
nuevas razas y las diferencias en las condiciones ambientales, la
resistencia desaparece gradualmente con el tiempo (33.
Briar SS, Khan MR, Zwart R. Nematode problems in pulse crops and their
sustainable management. In: Khan MR, Quintanilla M (editors). Nematode
Diseases of Crops and Their Sustainable Management. Academic Press;
2023. p. 183-204.
, 55. Silva M de F, Paulo Campos V, Barros AF, Pereira da Silva JC, Pedroso MP, Silva F de J, et al. Medicinal plant volatiles applied against the root-knot nematode Meloidogyne incognita. Crop Prot. 2020; 1;130:105057.
).
Existe
un creciente interés por invertir en tecnologías verdes en muchos
campos, incluido el manejo de plagas agrícolas. La búsqueda de métodos
alternativos de manejo de nematodos apuesta por el uso de plantas y los
compuestos químicos naturales que contienen, entre ellos, los aceites
esenciales (55. Silva M de F, Paulo Campos V, Barros AF, Pereira da Silva JC, Pedroso MP, Silva F de J, et al. Medicinal plant volatiles applied against the root-knot nematode Meloidogyne incognita. Crop Prot. 2020; 1;130:105057.
, 66.
Catani L, Manachini B, Grassi E, Guidi L, Semprucci F. Essential Oils
as Nematicides in Plant Protection-A Review [Internet]. Plants. 2023;
12: 1418. Available from: https://doi.org/10.3390/plants12061418
). Estos productos se explotan por su potencial
como plaguicidas, ya que existen muchos informes sobre sus actividades
fungicidas, antimicrobianas e insecticidas; pero la investigación
nematológica, sobre el uso de aceites esenciales, es un área bastante
nueva que está en desarrollo (66.
Catani L, Manachini B, Grassi E, Guidi L, Semprucci F. Essential Oils
as Nematicides in Plant Protection-A Review [Internet]. Plants. 2023;
12: 1418. Available from: https://doi.org/10.3390/plants12061418
).
En Cuba, diversos cultivos de importancia económica y para la seguridad alimentaria, como frijol común (Phaseolus vulgaris L.), tomate (Solanum lycopersicum L.) y plátanos/bananos (Musa spp.), son afectados por M. incognita (77. Fernández-Gonzálvez E, Gandarilla-Basterrechea H, González J, Draguiche JM, Pérez A, Casanueva-Medina K, et al. Nematodos de importancia económica en banano, plátano, tubérculos y raíces comestibles en Cuba. Nematropica. 2015; 45(2):31.
, 88.
Rodríguez Hernández MG. Principales aportes al estudio de fitonematodos
en Cuba realizados por grupos del Ministerio de Educación Superior. I:
Diagnóstico, interacciones y enfermedades complejas. Rev Protección Veg
[Internet]. 2024;39(17). Available from: https://cu-id.com/2247/v39e14
). Sin embargo, la literatura consultada no informa sobre estudios del efecto de aceites esenciales sobre poblaciones de M. incognita aisladas de suelos cubanos. Nuevos estudios se requieren para
desarrollar opciones de manejo sostenible basadas en estos productos
naturales; por ello, la presente investigación se propuso determinar el
efecto nematicida de ocho aceites esenciales, de plantas de la familia
Lamiaceae, sobre M. incognita.
Materiales y métodos
⌅Recolecta de material vegetal y obtención de aceites esenciales
⌅Las especies Mentha arvensis L., Mentha piperita L., Mentha spicata L., Ocimum basilicum var genovese L., Ocimum gratisimum L., Rosmarinus officinalis L. y Thymus vulgaris L. se recolectaron en las casas de cultivo del Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova” (22o53’N; 82o23’W), ubicado en el municipio Quivicán, Provincia Mayabeque, Cuba. El suelo predominante es Ferralítico Rojo típico éutrico y las plantas recibieron las atenciones culturales establecidas para este tipo de cultivo. Mientras que, la recolecta de Ocimum tenuiflorum L. se realizó en el municipio Nueva Paz (-81.758122°45′48″N; 81°45′29″O), Provincia Mayabeque, donde las plantas crecieron a campo abierto sobre suelo Ferralítico Rojo típico éutrico. Cada especie botánica se recolectó en los periodos recomendados para la obtención de sus esencias. Para la obtención de los aceites esenciales se seleccionaron las hojas no dañadas. Para la especie M. spicata el material vegetal se procesó seco: mientras que, para el resto de las especies se procesó fresco.
Los
aceites esenciales de las especies recolectadas se extrajeron por
hidrodestilación con equipo Clevenger, según lo establecido en la norma
ISO 6571:2008, durante un tiempo de tres horas (99.
International Standarization Organization (ISO). ISO 6571:2008 Spices,
condiments and herbs - Determination of volatile oil content
(hydrodistillation method) [Internet]. 2nd ed. 2008. 1-15 p. Available
from: https://www.iso.org/standard/41299.html
). Cada aceite se secó sobre sulfato de sodio
anhidro y se almacenó a 4°C hasta su análisis. Se calculó el rendimiento
del aceite esencial mediante la expresión:
donde: R: rendimiento (%), V: volumen del aceite esencial (ml) y M: masa del material vegetal (g).
Nematodos
⌅Las tres poblaciones de M. incognita, utilizadas en los bioensayos, se aislaron de banano (Musa sp., grupo genómico AAA) cv. ‘Gran Enano’, frijol común (Phaseolus vulgaris L.) cultivar ‘Triunfo 70’ y tomate (Solanum lycopersicum L.) cv. ‘Vyta’. Las dos últimas se mantienen en tomate y la primera en banano como poblaciones puras (1010. Hartman K, Sasser J. Identification of Meloidogyne species by differential host test and perineal pattern morphology. In: Sasser J, Carter C (editors). An advanced treatise on Meloidogyne; Vol II Methodology International Meloidogyne Project. North Carolina State University, Raleigh, North Carolina; 1985. p. 69-77.
),
en los aisladores biológicos del Departamento de Sanidad Vegetal del
Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria (22°59'29.1"N; 82°09'12.3"W).
Los juveniles de segundo estadio (J2) de M. incognita se obtuvieron de bolsas de huevos extraídas de las raíces y mantenidas
en una cámara de eclosión a 26°C por 24 horas. Transcurrido este
período, la suspensión que contenía los juveniles se vertió en un tamiz
de malla de 0,025 mm y se transfirió a una probeta graduada, con la
ayuda de una pipeta, que contenía agua destilada (1111.
Neves WS, Freitas LG, Fabry CFS, Dallemole-Giaretta R, Ferreira PA,
Ferraz LO, et al. Ação nematicida de oleo , extratos vegetais e de dois
produtos à base de capsaicina, capsainóides e alil isotiocianato sobre
juvenis de Meloidogyne javanica (Treub) Chitwood. Nematol Bras Piracicaba Bras. 2008; 93-100.
).
Bioensayo para determinar actividad de los aceites sobre juveniles de M. incognita
⌅La actividad nematicida de los ocho aceites esenciales, sobre J2 de M. incognita, se evaluó mediante un ensayo de inmersión, según la metodología descrita por Choi et al. (1212.
Choi I-H, Park J-Y, Shin S-C, Kim J, Park I-K. Nematicidal activity of
medicinal plant essential oils against the pinewood nematode (Bursaphelenchus xylophilus ). Appl Entomol Zool. 2007; 42(3):397-401.
).
Los aceites esenciales se disolvieron en agua destilada que contenía
acetona - Tween 20 (4 % - 0,2 %). El bioensayo se realizó en placas de
96 pocillos (Costar®, Sigma-Aldrich); en cada uno, se añadieron
secuencialmente agua destilada (100 µl que contenían 10 - 12 J2 del nematodo) y la solución de aceite esencial (100 µl, concentración
final en el pocillo 1 %). Transcurridas 24 y 48 horas de exposición, se
contó el número de J2 muertos en cada pocillo, utilizando un
microscopio binocular invertido (Zess®). Los nematodos se definieron
como muertos si sus cuerpos estaban rectos, se observó la falta total de
movimientos durante 10 segundos y no se movían después de ser
estimulados mecánicamente con una aguja.
Se utilizaron un total de 8 pocillos (réplicas) para cada variante experimental (aceite esencial o control). Se utilizó como control, una solución acuosa de una mezcla de acetona-Tween 20 (2 % - 0,1 %).
La CL50 se define como la concentración de un material tóxico letal al 50 % de los organismos de la prueba. Las CL50 de aceites esenciales seleccionados se determinaron a partir de la evaluación del efecto de cinco concentraciones de cada aceite, obtenidas mediante diluciones seriadas con agua destilada que contenía acetona - Tween 20 (4 % - 0,2 %).
Determinación de la composición química de los aceites esenciales por cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas (CG/EM)
⌅La composición química de los aceites esenciales se determinó por cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas (CG/EM). Los análisis de CG/EM se realizaron con un cromatógrafo de gases Agilent 6890 con un inyector del tipo “split splitless” (relación de split 20:1), acoplado con un espectrómetro de masas de la serie Agilent 05973; ambos provenientes de la firma Agilent Technologies.
Se utilizó una columna capilar SPB-5 (L= 15 m; DI= 0,25 mm; f= 0,10 μm). La temperatura del horno se programó: 60°C (2 min isotérmicos), seguido de una rampa de calentamiento hasta 100°C a razón de 4°C/min, otra rampa de 10°C/min desde 100°C hasta 250°C donde, finalmente, permaneció durante 5 min isotérmicos. Se utilizó helio como gas portador con un flujo constante de 1,0 ml/min. Las muestras de los aceites puros se diluyeron con n-hexano en una proporción 1/500 y el volumen de inyección fue de 0,5 μl. El espectrómetro de masas trabajó en modo scan de adquisición a 70 eV. Se utilizó un analizador cuadrupolar a 150°C de temperatura del cuadrupolo, el detector trabajó en un rango de masas de 40 - 800 uma, las temperaturas de la interfase y de la fuente fueron 280°C y 230°C, respectivamente.
La identificación de los compuestos se llevó a
cabo por comparación de la similitud de los espectros de masas
resultantes con los de la literatura (1313. Adams RP. Identification of essential oil components by Gas Chromatography/Mass Spectrometry. 4th ed. Allured Publishing. 2017. 809 p.
)
y bases de datos automatizadas (NBS-NISTASCI y Wiley 275). La serie de
alcanos (C8 - C30) se analizó en las mismas condiciones cromatográficas;
posteriormente, con la información obtenida se calcularon los índices
de retención para cada compuesto (1313. Adams RP. Identification of essential oil components by Gas Chromatography/Mass Spectrometry. 4th ed. Allured Publishing. 2017. 809 p.
).
Los alcanos se diluyeron en una proporción 1/100 en n-hexano y se
inyectó igual volumen. Se calcularon los índices de retención
experimentales (IRe) y se compararon con los informados en la literatura
(IRt) (1313. Adams RP. Identification of essential oil components by Gas Chromatography/Mass Spectrometry. 4th ed. Allured Publishing. 2017. 809 p.
).
Análisis estadístico
⌅Los
rendimientos de la destilación de los aceites esenciales se procesaron
estadísticamente mediante un análisis de varianza simple, y las medias
se compararon mediante la prueba de comparación de rangos múltiples de
Duncan (p≤0,05), usando el paquete estadístico InfoStat/L versión
de 2016. Los datos de mortalidad se analizaron estadísticamente
mediante una comparación múltiple de proporciones, por el método de Wald
para un nivel de confianza de 0,05 y se utilizó el Software Estadístico
CompaProWin_2.0.1. (1414.
Castillo Duvergel Y, Miranda I. COMPAPROP: Sistema para comparación de
proporciones múltiples. Rev Protección Veg. 2014; 29(3):231-4.
).
Los resultados de los ensayos de concentración múltiple se ajustaron a
las curvas logarítmicas de dosis / mortalidad Probit y los valores de LC50, así como los límites de confianza del 95 %, se calcularon mediante análisis Probit, SPSS 16.0 (SPSS Inc., Chicago, IL).
Resultados y Discusión
⌅Los rendimientos de los ocho aceites esenciales obtenidos estuvieron entre 0,65 y 0,10 % (v/m) (Tabla 1).
Estos valores fueron iguales o superiores a 0,1 %, rendimiento
considerado como límite mínimo para proponer la explotación comercial de
un aceite (1515. Joulain D. Investigating new essential oils: rationale, results and limitations. Perfum Flavorist. 1996; (21):1-10.
).
| Aceites esenciales | Rendimiento (%, (v/m)) |
|---|---|
| Mentha arvensis | 0,55 ± 0,07 a |
| Mentha piperita | 0,25 ± 0,03 c |
| Mentha spicata | 0,25 ± 0,00 c |
| Ocimum basilicum var. genovese | 0,13 ± 0,00 d |
| Ocimum gratissimum | 0,65 ± 0,03 a |
| Ocimum tenuiflorum | 0,10 ± 0,00 d |
| Rosmarinus officinalis | 0,11 ± 0,02 d |
| Thymus vulgaris | 0,40 ± 0,00 b |
*Letras distintas en la columna indican diferencias significativas (p≤0,05)
En
general, los rendimientos pueden variar desde unas décimas del 1 % de
la biomasa de una planta hasta, aproximadamente, el 1 % (1616. Gibson M. Lipids, oils, fats, and extracts. In: Gibson M, Newsham P (eds). Food science and the culinary arts. 1st ed. Elsevier Inc.; 2018. p. 323-40.
).
Diversos factores influyen en la variabilidad del rendimiento de los
aceites esenciales. Entre ellos, las variaciones genéticas, condiciones
edafoclimáticas del medio (tipo de suelo, altitud, lluvias, temperatura,
entre otros), manejo del cultivo, época de recolección, edad, parte y
estado fenológico de la planta recolectada, manejo y almacenamiento del
material vegetal (seco, fresco) y técnica de obtención del aceite (1717.
Schmidt E. Production of essential oils. In: Baser KHC, Buchbauer G
(eds). Handbook of essential oils: science, technology and applications.
Second Ed. Boca Raton, Fl: Taylor & Francis Group, LLC CRC Press.
2016. p. 127-64.
).
Resulta de gran importancia
tener en consideración el rendimiento del proceso de obtención del
aceite, cuando se prevé su producción y aplicación práctica a mayor
escala; estos datos contribuirán a un análisis final de factibilidad
técnico-económica para el desarrollo del candidato y permitirán
establecer un indicador específico (determinación del rendimiento) para
el control de la calidad del proceso. Estas plantas son reconocidas como
fuente de aceites esenciales que se comercializan a nivel mundial (1818.
Inanoglu S, Goksen G, Nayik GA, Mozaffari Nejad AS. Essential oils from
Lamiaceae family (rosemary, thyme, mint, basil). In: Nayik GA, Ansari
MJ (eds). Essential oils: extraction, characterization and applications.
Academic Press. 2023. p. 309-24.
); como parte de
investigaciones futuras es importante establecer la influencia que, en
cada caso, pueden tener diferentes factores (materia prima, manejo
agrotécnico, método de extracción, entre otros) y determinar las
condiciones en que cada especie exprese sus mayores potencialidades como
productora de aceites.
Se evidenció toxicidad de los aceites sobre las tres poblaciones evaluadas de M. incognita; aunque, el número de aceites con efecto nematicida varió para cada población. (Tabla 2)
| Aceite Esencial | Mortalidad (%) en población proveniente de: | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| banano | frijol | tomate | ||||
| 24 h | 48 h | 24 h | 48 h | 24 h | 48 h | |
| Mentha arvensis | 100 a | 100 a | 100 a | 100 a | 92,68 a | 97,53 a |
| Mentha piperita | 0 d | 34,15 c | 100 a | 100 a | 1,19 b | 1,19 b |
| Mentha spicata | 100 a | 100 a | 100 a | 100 a | 1,23 b | 1,23 b |
| Ocimum basilicum var genovese | 0 e | 100 a | 100 a | 100 a | 0 b | 0 b |
| Ocimum gratisimum | 10,98 d | 100 a | 100 a | 100 a | 0 b | 0 b |
| Ocimum tenuiflorum | 95,89 a | 97,56 a | 100 a | 100 a | 100 a | 100 a |
| Rosmarinus officinalis | 69,88 b | 85,54 b | 100 a | 100 a | 0 b | 0 b |
| Thymus vulgaris | 100 a | 100 a | 100 a | 100 a | 2,38 b | 2,38 b |
| Control | 0 e | 0 d | 0 b | 0 b | 0 b | 0 b |
*Letras desiguales en la columna indican diferencias significativas (p≤0,05)
Todos los aceites esenciales evaluados provocaron mortalidades en los juveniles de la población aislada de banano que difirieron del control, transcurridas 48 horas de exposición (Tabla 2). Los aceites esenciales de M. arvensis, M. spicata, T. vulgaris y O. tenuiflorum se destacaron por su elevada toxicidad letal a las 24 h de evaluación, causando la muerte de más del 95 % de los J2. Los aceites de M. piperita, O. basilicum var genovese, O. gratisimum y R. officinalis, provocaron valores de mortalidad en los J2 que se incrementaron con el tiempo pues, a las 48 h, fueron superiores a los observados a las 24 h. Los dos aceites de especies de Ocimum alcanzaron el 100 % de mortalidad; mientras que, el aceite de M. piperita fue el menos tóxico.
Los juveniles de M. incognita, de la población proveniente de frijol, fueron susceptibles a la exposición a todos los aceites esenciales estudiados; se registró una mortalidad de 100 %, después de 24 h (Tabla 2). Solo los aceites esenciales de O. tenuiflorum y M. arvensis fueron tóxicos a los juveniles de M. incognita, pertenecientes a la población aislada de tomate (Tabla 2).
La observación, bajo el microscópio, de los nematodos tratados con los aceites evidenció daños en sus estructuras internas: el sistema digestivo desorganizado, grandes espacios, a manera de vacuolas a lo largo del cuerpo (Figura 1a), intestino deformado, en especial de la mitad del cuerpo hacia la cola, con presencia de gránulos y zonas globosas que pueden ser de gas o líquido (Figura 1b); en todos los casos, la cutícula se mantiene intacta. En el tratamiento control los juveniles mostraron vitalidad con el movimiento de “anguila” típico de sus cuerpos, se vieron en buen estado las estructuras internas como el estilete, el aparato digestivo y el recto dilatado; además, se observaron más oscurecidos los dos tercios posteriores, debido a que poseen reservas lipídicas en esa zona del sistema digestivo (Figura 1c).
Futuras investigaciones deberán ejecutarse para comprender mejor los mecanismos de acción de los aceites esenciales sobre los nematodos. La información generada será valiosa para determinar cómo se pueden utilizar estos nematicidas en la agricultura; y a la vez, reducir la posibilidad de desarrollo de resistencia a partir de la aplicación de productos con diversos modos de acción.
El rango de mortalidad de M. incognita, causado por aceites obtenidos en la India, a partir de las tres especies de Mentha estudiadas, estuvo entre 68 y 35 % a una concentración de 1000 ppm
transcurridas 24 h; el mayor valor se registró para el aceite de M. arvensis (1919.
Pandey R, Kalra A, Tandon S, Mehrotra N, Singh HN, Kumar S. Essential
oils as potent sources of nematicidal compounds. J Phytopathol. 2000;
148:501-2.
). En el presente estudio se encontró un orden de toxicidad similar y se confirma este aceite como el más nematotóxico.
La actividad nematicida del aceite esencial de M. piperita se informó previamente sobre Meloidogyne arenaria (Neal) Chitwood y Meloidogyne graminicola Golden & Birchfield; mientras que, la acción del aceite de M. spicata se constató con anterioridad sobre M. arenaria, Meloidogyne javanica (Trueb) Chitwood, Rotylenchulus reniformis Linford y Olivera, Criconemella spp. y Hoplolaimus spp. (66.
Catani L, Manachini B, Grassi E, Guidi L, Semprucci F. Essential Oils
as Nematicides in Plant Protection-A Review [Internet]. Plants. 2023;
12: 1418. Available from: https://doi.org/10.3390/plants12061418
). En la literatura consultada no se encontraron otros antecedentes del efecto nematicida del aceite de M. arvensis sobre juveniles de M. incognita; debido a su sobresaliente eficacia, sería recomendable evaluar el efecto de este aceite sobre otras especies de nematodos.
El aceite esencial de O. tenuiflorum de la India causó la muerte del 100 % de los juveniles de M. incognita a 200 mg.L-1; también, su acción nematotóxica (EC50 282,53 mg.L-1 a 72 h) sobresalió en un estudio ejecutado en Sudáfrica (2020.
Kodjo Eloh, Kafui Kpegba, Nicola Sasanelli, Honoré Kossi Koumaglo PC.
Nematicidal activity of some essential plant oils from tropical West
Africa. Int J Pest Manag. 2019; 1-11.
). Los hallazgos
del presente trabajo son similares a los de estas investigaciones y
refuerzan el potencial de esta especie como nematicida. El aceite
esencial de O. basilicum de la India fue altamente tóxico para M. incognita, incluso en concentraciones más bajas (499 y 149 ppm) (1919.
Pandey R, Kalra A, Tandon S, Mehrotra N, Singh HN, Kumar S. Essential
oils as potent sources of nematicidal compounds. J Phytopathol. 2000;
148:501-2.
); los resultados obtenidos en el presente estudio con la variedad genovese concuerdan en lo referente al efecto sobre esta especie de nematodos.
Los aceites esenciales de T. vulgaris y R officinalis, evidenciaron su acción sobre M. incognita y otras especies de nematodos fitoparásitos. Así, R officinalis afectó a M. javanica, Pratylenchus brachyurus Godfrey, Pratylenchus vulnus Allen & Jensen, Xiphinema index Thorne & Allen; mientras que, T. vulgaris tuvo acción sobre Bursaphelenchus xylophilus (Steiner & Buhrer) Nickle, Ditylenchus dipsaci Kuhn, Criconemella spp., Hoplolaimus spp., R. reniformis (66.
Catani L, Manachini B, Grassi E, Guidi L, Semprucci F. Essential Oils
as Nematicides in Plant Protection-A Review [Internet]. Plants. 2023;
12: 1418. Available from: https://doi.org/10.3390/plants12061418
). Las esencias investigadas en el presente
trabajo, obtenidas de las especies cultivadas en Cuba, provocaron un
efecto tóxico que confirma el potencial como nematicidas de estos
aceites.
Los aceites de O. tenuiflorum y M. arvensis causaron elevados porcentajes de mortalidad en las tres poblaciones; por ello, se seleccionaron como los más promisorios y se evaluaron diferentes concentraciones de estos aceites para la determinación de los valores de CL50 y CL99 en la población proveniente de tomate.
El aceite de M. arvensis, se destacó por la rapidez de su acción, causó la muerte de todos los individuos transcurridas 6 horas de exposición. La CL50 y CL99 del aceite M. arvensis, para M. incognita, fueron de 0,141 % (0,126 - 0,163) y 0,241 % (0,206 - 0,312), respectivamente. El aceite de O. tenuiflorum a una concentración de 0,25 % mató al 100 % de los individuos expuestos; los valores de sus CL50 y CL99 se estimaron en 0,118 y 0,274 % a las 24 horas. Evaluaciones posteriores, con diluciones menores de este aceite, serán necesarias para el cálculo de los intervalos de confianza correspondientes.
Composición química de los aceites esenciales bioactivos
⌅Los perfiles cromatográficos de los aceites esenciales estudiados se presentan en la Figura 2; se identificaron 77 componentes, lo que representó más del 90 % del contenido de los aceites. El análisis de las composiciones químicas reveló la presencia de monoterpenoides, sesquiterpenoides y fenilpropanoides; los componentes mayoritarios de los aceites esenciales estudiados incluyeron compuestos oxigenados como alcoholes, cetonas, éteres y fenoles (Fig. 3).
En el aceite de M. arvensis prevalecieron los alcoholes monoterpénicos; el linalol estuvo presente con 65,59 % de abundancia; seguido por el α-terpineol con un 10,42 %. Los constituyentes de mayor contribución en el aceite esencial de M. piperita fueron las cetonas: pulegona (48,87 %) e isomentona (11,70 %). En el aceite de M. spicata prevaleció el óxido de piperitenona como el componente más abundante con un 69,66 %, acompañado por la L-carvona presente en un 11,23 %.
La acción nematotóxica superior del aceite esencial de M. arvensis podría estar asociada a su elevado contenido de linalol. Este alcohol evidenció una gran eficacia sobre Meloidogyne spp. en experimentos en laboratorio y condiciones semicontroladas, los
resultados indican que los compuestos que presentan grupos hidroxilo
(-OH), como el linalol exhibieron, con mayor frecuencia, acción
nematicida (2121.
Sarri K, Mourouzidou S, Ntalli N, Monokrousos N. Recent advances and
developments in the nematicidal activity of essential oils and their
components against root-knot nematodes. Agronomy [Internet]. 2024 Jan 1
[cited 2025 Jan 7];14(213). Available from: https://doi.org/10.3390/agronomy14010213
).
La esencia de O. basilicum var genovese se caracterizó por el predominio del fenilpropanoide metilchavicol (45,79 %) y el alcohol alifático linalol (28,78 %). El monoterpenoide fenólico timol, es el que más aporta al aceite de O. gratissimum desde el punto de vista cuantitativo con un 48,03 % de abundancia relativa; también, se destacaron el ρ-cimeno (13,28 %), el γ-terpineno (16,62 %) y en menor medida el α-tuyeno (4,85 %).
La composición del aceite esencial de O. tenuiflorum se caracterizó por la presencia de eugenol (41,10 %), β-cariofileno
(25,04 %) y β-elemeno (22,42 %). En estudios precedentes, se informó la
acción nematicida sobre M. incognita, de aceites esenciales que contienen estos compuestos y de eugenol puro (2020.
Kodjo Eloh, Kafui Kpegba, Nicola Sasanelli, Honoré Kossi Koumaglo PC.
Nematicidal activity of some essential plant oils from tropical West
Africa. Int J Pest Manag. 2019; 1-11.
); su presencia en el aceite de O. tenuiflorum puede ser responsable de la actividad observada sobre las tres poblaciones evaluadas.
Los constituyentes principales identificados en el aceite de T. vulgaris fueron el timol (58,88 %) y sus precursores biosintéticos γ-terpineno (15,56 %) y ρ-cimeno (10,64 %). En el aceite esencial de R. officinalis los componentes mayoritarios fueron α-pineno (16,56 %), alcanfor (15,86 %) y L-borneol (12,38 %); en cantidades relativas menores estuvieron presentes los compuestos oxigenados 1,8-cineol (8,49 %), verbenona (8,12 %) y linalol (5,50 %).
La
investigación de las relaciones composición química-actividad biológica
que regulan los efectos de los aceites esenciales sobre estos
fitoparásitos es un tema clave para su aplicación como productos
nematicidas, ya que su nematotoxicidad depende, estrictamente, de su
composición cuantitativa y cualitativa y de sus efectos sinérgicos o
antagónicos debido a las interacciones entre los componentes presentes (2121.
Sarri K, Mourouzidou S, Ntalli N, Monokrousos N. Recent advances and
developments in the nematicidal activity of essential oils and their
components against root-knot nematodes. Agronomy [Internet]. 2024 Jan 1
[cited 2025 Jan 7];14(213). Available from: https://doi.org/10.3390/agronomy14010213
). Además de los compuestos mayoritarios
detectados en los aceites bioactivos, otros componentes minoritarios
pueden contribuir a la actividad. El estudio de la actividad nematicida
de los aceites esenciales de estas plantas aromáticas, ejecutando al
unísono los bioensayos y el análisis químico de su composición, se
aborda por primera vez en Cuba; y contribuye a esclarecer su potencial
para el desarrollo de nuevos plaguicidas.
Para ser nematicidas eficientes, los aceites esenciales aplicados deben trasladarse y difundirse a cada parte del suelo y las plantas en una concentración efectiva. Por lo tanto, para el uso práctico de los aceites esenciales y sus componentes como nuevos nematicidas, se necesita corroborar la eficacia de los aceites bioactivos en la reducción de las poblaciones de M. incognita en condiciones de sistemas de producción protegida y a campo abierto. La acción nematotóxica evidenciada por estos aceites, destacándose los de O. tenuiflorum y M. arvensis, proporciona las bases para el desarrollo de nuevos nematicidas y métodos alternativos para el manejo de nematodos en diferentes cultivos de importancia en la agricultura cubana.