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Información tecnológica

versión On-line ISSN 0718-0764

Inf. tecnol. v.17 n.2 La Serena  2006

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642006000200004 

 

Información Tecnológica-Vol. 17 N°2-2006, pág.: 15-24

QUIMICA Y APLICACIONES

Actividad Alelopática de las Arvenses Asociadas al Cultivo de Arroz (Oryza sativa L.) en el Tolima-Colombia

Allelophatic Activity of Arvenses Associated with the Cultivation of Rice (Oryza sativa l.) in Tolima-Colombia

Elizabeth Murillo (1), Amparo Viña (1), Carlos A. Pérez (2) y Víctor H. Ruiz (2)
Universidad del Tolima. Departamento de Química (1), Departamento de Biología (2),
Barrio Sta. Elena, Ibagué, Tolima-Colombia (e-mail: emurillo8@hotmail.com; perezcediel@colombia.com)


Resumen

Se recolectaron e identificaron especies de arvense de la familia Asteraceae asociadas al cultivo de arroz (Oryza sativa L.) en el Tolima-Colombia, y se caracterizaron morfológica, bromatológica y farmacognósticamente. Las fracciones orgánicas de la arvense con mayor contenido de sesquiterpenlactonas se evaluó por su actividad alelopática sobre la germinación y elongación de la radícula de semillas de O. sativa, colocadas en papel filtro a concentraciones de 200, 400 y 600 ppm e incubadas durante 120 horas. El cultivo de la gramínea se encontró asociado a 12 especies invasoras que presentaron gran variabilidad en sus características morfológicas y en los índices farmacognósticos. Las fracciones clorofórmicas mostraron diferencias significativas con el extracto etanólico crudo por el efecto sobre la división celular y el crecimiento radicular de semillas de O. sativa, actividad que parece estar asociada al contenido de sesquiterpenlactonas.

Palabras Claves: arroz,  oryza sativa L, actividad alelopática, sesquiterpenlactonas, asteraceae


Abstract

Asteraceae weed species associated with rice (Oryza sativa L.) in the state of Tolima-Colombia were gathered, identified and morphologic, pharmacognostic and bromatologically characterized. Allelopathic activity for those organic fractions of weed with high content of sesquiterpene lactone was evaluated on the germination and radicle length of O. sativa seeds in filter paper.  Both crude extract and chromatographic fractions were incubated for 120 hours at concentrations of 200, 400 and 600 ppm. Cultivation of the grainswas associated to 12 weed species which presented great variability in its morphologic characteristics and farmacognostic index. Chloroformic fractions gave significant differences with the ethanolic extract due to the effect on the cellular division and the radicle elongation of the O. sativa seeds, activity that seems to be associated to the content of sesquiterpene lactone.

Keywords: rice, oryza sativa L, allelopathic activity,sesquiterpene lactone, asteraceae


INTRODUCCION

Dentro de las dicotiledóneas las Asteráceas o Compuestas, forman una de las familias más grandes de plantas vasculares, comparables en complejidad y en número de especies, únicamente con las orquídeas. Son plantas herbáceas o arbustivas de distribución cos­mopolita, predominante en regiones monta­ñosas de zonas subtropicales, tropicales y templadas con la excepción de la antártica (Villamizar, 1999). En Colombia se desarrollan notablemente en todos los climas, registrando mayor variedad en la región Andina (Díaz, 1989). En el departamento del Tolima-Colombia, la familia está representada por 100 especies de arvense y tres variedades pertenecientes a 60 géneros y 11 tribus, entre las cuales se destacan los géneros Acmella, Ageratum, Ambrosia, Artemisia, Baccharis, Conyza, entre otros, (Esquivel, 1994).

La amplia composición química de las Asteraceas ha permitido aislar de ellas una gran variedad de constituyentes químicos con estructuras diversas y complejas, entre los que se destacan terpenos, alcaloides, compuestos aromáticos, lactonas sesquiterpénicas y multiplicidad de estructuras de tipo acetileno (Villamizar, 1999), lo que ubica la familia como una de las más ricas en metabolitos secundarios. Desde el punto de vista de la fitoquímica, las asteraceas han merecido la atención de muchos investigadores (Sanabria, 1983; Tan et al., 1998; Torrenegra et al., 2000; Binns et al., 2002; Wei-Ping y Zhi-Guang, 2004;  da Silva et al., 2004).

Las sesquiterpenlactonas conforman un grupo numéricamente importante de sustancias evocadas bajo el nombre de “principios amar­gos”; encontradas en hongos, briofitas y en algunas angiospermas de las familias Apia­ceae, Lauraceae y mayoritariamente en la Asteraceae. La importancia biológica de estos constituyentes químicos es posible deducirla de su aplicación en la quimiotaxonomía (De la Fuente et al., 2000; Spring et al., 2000) junto con la actividad fitotóxica (Milosavljevi et al., 1999; Singh et al., 2005), antiviral (Cos et al., 2002; Hwang, 2006), antifúngica (Skaltsa 2000; Panagouleas et al., 2003; Singh et al., 2005), alergénica (Martínez, 2001), Bronco­dilatadora (Soares de Moura, 2002) y antitu­moral (Quintero, 1999; Bruneton, 2001; Burim et al., 2001). De otra parte, muchas arvenses de la familia Asteraceae han mostrado activi­dad alelopática sobre diferentes especies ve­getales como consecuencia de su contenido de sesquiterpenlactonas (Gianfrancisco et al., 1998; Cazón et al., 1999; Dayan et al., 1999; Krautmann et al., 2001; Murillo y De los Re­yes, 2003).  El interés de este estudio fue re­colectar, identificar y caracterizar morfológica, farmacognóstica y bromatológicamente las especies de arvenses de la familia Astera­ceae relacionadas al cultivo de arroz (Oryza sativa L.) en el sur tolimense, con el propósito de relacionar la actividad de los vegetales con su contenido de sesquiterpenlactonas, dar valor agregado a especies de plantas poco reconocidas y comprender en mejor forma la dinámica propia de las especies invasoras desarrolladas junto al cultivo de la gramínea de mayor importancia agrícola en el Departa­mento del Tolima-Colombia.

MATERIALES Y METODOS

La parte aérea de arvenses de la familia Asteraceae fueron utilizadas para preparar extractos etanólicos. Los vegetales fueron colectados en cultivos de arroz ubicados a alturas entre los 280 y los 1000 m.s.n.m., temperatura promedio de 27°C y donde se registra la mayor producción de O. sativa del Departamento del Tolima (Colombia, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2001). Semillas de Oryza sativa L., variedad Fedearroz 50, proporcionadas por FEDEARROZ-Ibagué (Tolima), sirvieron de base para evidenciar la bioactividad de las especies invasoras.

El material muestreado al azar se empacó separadamente para su traslado al laboratorio. Tres ejemplares por especie se prensaron para su determinación en el Herbario TOLI de la Universidad del Tolima, un ejemplar de cada arvense se depositó en el herbario. Adicionalmente se realizó un estudio micromorfológico de cada vegetal. La densidad poblacional se estableció dividiendo cada lote en tres áreas: Centro (dentro del cultivo), Borde (en los caballones) y Periferia (alrededor del lote), sobre esta base se calificó como “abundante” si se detectaban más de 30 especímenes en 50 m2, “frecuente” si se localizaban de 6 a 30 especímenes y “escasa” cuando sólo se encontraban 5 especimenes o menos. Se determinó el porcentaje de la frecuencia de aparición de cada especie invasora.

Las muestras se secaron en estufa (40°C) y se redujo el tamaño de partícula en un molino Thomas Wiley, malla de 2,0 mm. A cada vegetal se le determinó porcentaje de: materia inorgánica extraña, orgánica extraña, humedad, extracto etéreo, fibra, proteína, material soluble en agua, material soluble en etanol al 50%, cenizas totales, cenizas solubles en agua, cenizas insolubles en HCl al 10%, cenizas sulfatadas; los procedimientos se efectuaron siguiendo la metodología recomendada por la AOAC (1997). El conocimiento químico de las arvenses se complementó cuantificando los contenidos de macronutrientes (Na, Ca, K y Mg) y micronutrientes (Fe, Mn, Zn y Cu) por espectrofotometría de absorción atómica de llama en un equipo Solar 969 con horno de grafito Thermo Elemental GF 90. La concentración de fósforo se determinó por el método de Bray y Kurtz N°2 (ICA, 1989).

El material seco y molido fue sometido durante 7 días a un proceso de maceración con etanol del 96% (1:10, vegetal-solvente extractor), la extracción se incrementó agitando ocasionalmente y renovando el solvente cada 24 horas hasta el agotamiento de la muestra. Los extractos reunidos y concentrados a presión reducida se caracterizaron por determinación de la densidad, los sólidos totales, el índice de refracción, el olor, el color, el pH y los espectros infrarrojo (IR) y ultravioleta-visible (UV-VIS). La presencia de sesquiterpenlactonas en los extractos etanólicos se buscó siguiendo la marcha fitoquímica establecida por Wall y colaboradores, adaptada en algunas de sus partes en el Laboratorio de Fitoquímica (Murillo, 2004), el reconocimiento del metabolito se ratificó mediante las pruebas de Legal y de Kedde (Sanabria,1983; Domínguez,1988).

Para efectuar el efecto alelopático se seleccionó una de las arvenses; el extracto etanólico crudo se concentró a presión reducida, 300 ml de él se diluyeron con agua (1:2) y se fraccionaron mediante extracción discontinua líquido-líquido con éter de petróleo y cloroformo. Ambos subextractos concentrados a presión reducida fueron sometidos a pruebas químicas y espectroscópicas para evidenciar la presencia del metabolito de interés. Sólamente el clorofórmico mostró respuesta positiva para las sesquiterpenlactonas; con base en ello, éste se procesó por cromatografía líquida en columna empleando como fase estacionaria sílica gel 60 (relación 1:30), mezclas de cloroformo-acetato de etilo en polaridad creciente (95:5 a 100%) fueron aplicadas como eluentes. El monitoreo de las fracciones recolectadas se llevó a cabo mediante cromatoplacas de sílica gel, desarrolladas con cloroformo-acetato de etilo (95:5) y como revelador ácido sulfúrico al 50% con calentamiento a 110ºC, agrupándolas según el perfil evidenciado en los cromatogramas.

Con el propósito de establecer la influencia de las sesquiterpenlactonas sobre la germinación y el desarrollo radicular de semillas de O. sativa, se evaluó el efecto alelopático del extracto etanólico crudo y de las fracciones clorofórmicas seleccionadas, incubadas en oscuridad (25°C), con cuatro réplicas de 20 semillas por tratamiento que fueron colocadas en cajas de petri  de 9 cm de diámetro sobre papeles de filtro (Whatman No 1) embebidos  con 2 ml de soluciones clorofórmicas de 200, 400 y 600 ppm de cada tratamiento; se empleó como testigo cloroformo. Todos los papeles de filtro ya secos se humedecieron con 5 ml de agua bidestilada. Al cabo de 120 horas de incubación, se midió la longitud de las radículas y se realizaron observaciones macro y micromorfológicas para detectar alteraciones.

Una parte de las plántulas que emergieron después de las 120 horas se incubaron  (16 h, 25°C) en 10 ml de agua bidestilada y desionizada, y al final de la incubación se determinó la conductividad específica frente a una solución patrón de KCl 0,1 M por medio de un Conductimeter 522-Crisol. Los meristemos radiculares se fijaron en solución de alcohol etílico y ácido acético (proporción 3:1) durante 24 horas, posteriormente se hidrolizaron en HCl 1M (60°C, 3 min.). En los preparados se empleó acetorceina como colorante (Krautmann, 2001). El índice mitótico (I.M) fue determinado escogiendo campos microscópicos al azar.

Análisis Estadístico

En la determinación del efecto alelopático de las arvenses sobre la germinación y elongación de las semillas de O. sativa, se definieron las siguientes variables de análisis y clasificación: porcentaje de germinación, longitud de la radícula, conductividad eléctrica e índice mitótico. Con estas variables se realizó un Análisis Exploratorio de Datos (AED), constituído por un conjunto de estadísticas descriptivas aplicadas a las variables de análisis consideradas como únicas, como también clasificadas por las variables fracción y concentración. Paralelamente se llevó a cabo un Análisis de Varianza (ANOVA) a fin de concluir acerca del efecto de los diferentes tratamientos considerados en las cuatro variables analizadas. Estas variables se sometieron a análisis estadístico, mediante un diseño 3 x 4, desbalanceado para la longitud de radícula y balanceado para las demás.

El análisis de varianza se validó mediante la verificación de cuatro supuestos básicos: Igualdad de Varianzas, Independencia de los residuos y los valores predichos, Normalidad de los residuos y la no autocorrelación de los mismos. Los diseños antes mencionados se ejecutaron utilizando los programas Mnitab-13, SPSS 9.0 y el Statistica 4.5 (Windows XP).

RESULTADOS Y DISCUSION

Las especies recolectadas, los municipios muestreados, el número de lotes visitados, sus áreas respectivas, así como también la frecuencia de aparición de cada arvense aparecen relacionados en la tabla 1. Como se observa, Chaptalia nutans, Acanthospermum hispidum, Pectis bonplandiana y Emilia sonchifolia fueron detectados sólo en áreas específicas; en el interior de los cultivos fueron colectadas Eclipta alba y Emilia fosbergii; Acanthospermum hispidum se encontró totalmente en la periferia.

Se nota que Eclipta alba, Tridax procumbens y Cyanthillium cinereum son las de mayor presencia. Contrariamente, Pectis bonplandiana, Acanthospermum hispidum y Emilia sonchifolia mostraron la menor densidad poblacional. Debido a su baja frecuencia en el muestreo (menor de 4,5%) y a que su ubicación en los lotes correspondió en mayor proporción a la periferia, Acanthospermum hispidum, Bidens bipinata, Emilia sonchifolia y Pectis bonplandiana no fueron seleccionadas para continuar el estudio.

Indices Farmacognósticos

Los índices farmacognósticos, junto a las características morfológicas, se constituyen en la huella digital de cada especie, permitiendo por este medio agrupar parámetros para identificarlos o bien para establecer su origen. La tabla 2 muestra los índices farmacognósticos determinados a las especies de arvense bajo estudio. Los datos escritos en negrilla corresponden a los valores más altos registrados para cada índice.

Los porcentajes de materia orgánica extraña, relativamente bajos en la mayoría de los vegetales, da a entender que lo que se recolecta es casi siempre biomasa viva, aunque acompañada de arena o piedrecitas (materia inorgánica extraña). La humedad es alta en las ocho especies, lo que parece encontrar explicación en las condiciones agrícolas (arroz riego) establecidas para O. sativa L. Los vegetales demoran, en promedio, 2 d para el secado en estufa (40°C) y 4 d para el secado natural.

Según Olivares (1999), un contenido de 0.95 % de Mg, 1000 ppm de Mn, 400 ppm de Zn y 500 ppm de Fe pueden ser estimados como valores normales en plantas terrestres; como se ve en la tabla 2, todas las arvenses muestran deficiencias en los cuatro primeros minerales y contenidos relativamente altos de hierro, insinuando que estos vegetales podrían considerarse como indicadores de este último nutriente. Pese a ello, los porcentajes de cenizas totales inferiores a 17 hacen pensar en las drogas bajo estudio como de buena calidad (Méndez et al., 2001). Importa mencionar que los valores alcanzados por los índices farmacognósticos, están altamente influenciados por las condiciones de cultivo de las plantas, así como por los diversos factores ecológicos tanto bióticos (plagas o microorganismos) como abióticos (fertilización, insecticidas, cambios de temperatura, técnicas de riego, etc.).

En todos los casos, el extracto etanólico crudo de las drogas presentó una coloración verde intensa y un olor dulzón; el pH osciló entre 5.73 y 6.82, indicando una ligera tendencia hacia la acidez por la presencia de ácidos débiles orgánicos o de compuestos de naturaleza fenólica (flavonoides, taninos, entre otros). El índice de refracción permaneció en 1.36 y la densidad promedio se observó en 1.83. La variación mayor se presentó en las cantidades relativas de los sólidos totales, mostrando Tridax procumbens el valor más bajo (1.12%) y Cyanthillium cinereum el más alto (2.85%) entre las 8 especies invasoras en estudio.

Análisis Fitoquímico

Sobre la base de que cumarinas, cardiotónicos y sesquiterpenlactonas poseen una lactona como parte de su molécula, se buscaron estos tres grupos de sustancias en un mismo proceso. Para tal efecto se aplicaron una serie de reacciones a través de cromatografías de capa delgada (CCD); la exploración se complementó realizando la prueba de Kedde (para g - lactonas, a, b - insaturadas) y de Legal (para el anillo de una lactona insaturada), de acuerdo a las recomendaciones de Sanabria (1983) y Domínguez (1988). 

Tabla 1: Especies vegetales recolectadas y municipios muestreados

Especies vegetales

Municipios

Nº Lotes

Área (Ha)

Frecuencia

Relativa (%)

Nombre científico                       Nombre común

 

   

Acanthospermum hispidum

Acmella brachyglossa

Bidens bipinnata

Chaptalia nutans

Cyanthillium cinereum

Eclipta alba

Emilia fosbergii

Lagascea mollis

Tridax procumbens

Guajirilla

Botón amarillo

------

Lechuguilla

Moradita

Botón blanco

Pincelito

Pincelillo

Cadillo

Prado

13

91

3.23

11.29

6.45

4.84

27.42

33.87

20.97

22.58

29.03

Acmella brachyglossa

Bidens bipinnata

Cyanthillium cinereum

Eclipta alba

Emilia fosbergii

Emilia sonchifolia

Lagascea mollis

Pectis bonplandiana

Tridax procumbens

Yuyo quemado

-----

Moradita

Botón blanco

Pincelito

Pincelillo

------

------

Chisacá

Purificación

13

114

3.23

3.23

Acmella brachyglossa

Bidens bipinnata

Cyanthillium cinereum

Eclipta alba

Emilia fosbergii

Lagascea mollis

Praxelis sp.

Tridax procumbens

Fosforillo

-----

Moradita

Botón blanco

------

------

------

Cadillo

Saldaña

14

117

8.06

Cyanthillium cinereum

Eclipta alba

Emilia fosbergii

Lagascea mollis

Pectis bonplandiana

Praxelis sp.

Tridax procumbens

Moradita

Botón blanco

Hierba socialista

-----

-----

-----

Botón amarillo

Guamo

12

94

 

Cyanthillium cinereum

Eclipta alba

Emilia fosbergii

Emilia sonchifolia

Praxelis sp.

Tridax procumbens

Moradita

Botón blanco

Clavelillo

Clavelillo

------

-----

Espinal

10

75

 
   

     Total

62

491

 

Tabla 2: Índices farmacognósticos de las arvenses bajo estudio.

Parámetros

Especies de arvenses

 

 Acmella
 brachyglossa

 Chaptalia
 nutans

 Cyanthillium
 cinereum

 Eclipta
alba

 Emilia
 fosbergii

 Lagascea
 mollis

 Praxelis
sp.

 Tridax
 procumbens

Materia orgánica extraña (%)

7,86

2,86

2,40

6,24

3,79

1,96

2,34

1,02

Materia inorgánica extraña (%)

15,20

1,90

4,06

10,78

3,10

20,15

2,54

2,99

Humedad (%)

81,19

82,30

85,11

76,22

83,05

70,39

73,56

75,77

Material soluble en etanol al 50% (%)

24,43

23,12

12,33

49,46

18,98

13,48

26,12

37,38

Material soluble en agua (%)

25,71

16,42

5,19

17,97

26,12

19,37

16,21

21,90

Cenizas sulfatadas (%)

14.32

18,30

12,63

13,02

13.50

17,50

13,21

15,40

Cenizas Totales (%)

13,58

15,89

11,59

15,52

12,90

15,54

13,96

14,77

Cenizas solubles en agua (%)

19,10

52,63

44,17

26,33

37,93

30,10

40,20

17,05

Cenizas insolubles en HCl al 10% (%)

37,00

23,15

29,46

53,22

33,65

22,23

25,03

49,78

Material etéreo (%)

2,56

2,34

1,92

1,84

2,12

1,72

1,96

1,84

Fibra (%)

20,71

19.32

31,28

23,90

30,29

22,78

17.52

37,69

Nitrógeno (%)

11,10

10,23

10,50

8,90

9,15

7,61

10,01

12,08

Fósforo (%)

0,29

0,36

0,29

0,23

0,29

0,14

0,32

0,09

Potasio (%)

6,77

4,23

2,94

3,42

2,73

2,50

8,05

2,42

Sodio (mg/Kg)

168

260

744

273

860

165

210

250

Calcio (%)

0,98

1,80

0,93

1,22

1,10

1,78

2,72

2,32

Magnesio (%)

0,41

0,24

0,23

0,39

0,21

0,55

0,80

0,92

Cobre (mg/Kg)

15,50

18,10

10,00

21,00

16,80

17,50

19,10

18,50

Zinc (mg/Kg)

58

60

44

54

74

88

65

134

Hierro (mg/Kg)

781

415

589

842

480

1043

610

484

Manganeso (mg/Kg)

118

80

65

101

56

48

72

177

El análisis permitió detectar sesquiterpenlactonas en seis de las arvenses bajo estudio (75%), excepto en Emilia fosbergii  y Chaptalia nutans. Es de anotar que Lagascea mollis y Cyanthillium cinereum evidenciaron la mayor cantidad de sesquiterpenlactonas.

La sensibilidad de las pruebas de Kedde y de Legal, se puso de manifiesto sólo en los casos en que cardiotónicos y sesquiterpenlactonas estuvieran presente simultáneamente en el vegetal. Importa mencionar que no obstante a que cumarinas y cardenólidos no eran objeto del presente estudio fueron detectados en el 50% de las especies.

Análisis Espectroscópico

La incertidumbre que el análisis fitoquímico preliminar dejó en algunos extractos, relacionada con la presencia del núcleo secundario de interés, se hizo necesario resolver a través de la espectroscopía IR y UV.

El espectro IR del extracto etanólico de las 8 especies de arvense dejaron ver frecuencias de absorción en 3400 cm-1 (OH-), 2900 cm-1  (C-H), entre 1718 y 1729 cm-1 (C=O), 1600 cm-1 (C=C), 1284 cm-1 (tensión asimétrica C-O-C), 1124 y 1074 cm-1 (tensión simétrica C-O-C).

La frecuencia de absorción del grupo carbonilo (C=O) es bastante amplia (1905 a 1550 cm-1), si se tiene en cuenta la gran cantidad de funciones químicas que lo poseen; sin embargo se ha comprobado que la vibración de tensión de este grupo puede afectarse por factores tales como la polaridad del solvente, la naturaleza electrónica y estérica de los sustituyentes, los dobles enlaces conjgados, el enlace de hidrógeno o el acoplamiento de vibraciones. Particularmente, el efecto estérico puede modificar la banda de la d-lactona a 1735 cm-1 o bien de la g - lactona a 1760 cm-1, pero en el caso de existir conjugación del carbonilo con un doble enlace (CH=CH-C=O) la frecuencia del éster disminuye unos 35 cm-1, la banda entonces puede observarse hasta en 1720 cm-1 para el caso de las g - lactonas (Conley, 1979). Teniendo en cuenta lo anterior se puede afirmar que todos los vegetales poseen el núcleo de una g - lactona α, β - insaturada. Los espectros UV de los extractos etanólicos corroboran la presencia del anillo lactónico, ya que se observaron absorciones en 247 y 349 nm (Dominguez, 1988).

Las percepciones anteriores fueron la base para escoger una de las especies, a fin de continuar con ella el bioensayo de alelopatía. Se utilizaron como criterio de selección: alta frecuencia de aparición en los cultivos de arroz, abundancia del metabolito en estudio, señales observadas en los espectros IR y UV, y adicionalmente la bioactividad manifestada en un ensayo alelopático preliminar. Con este fundamento se eligió a Lagascea mollis Cav. como la arvense modelo que permitiera asociar la actividad alelopática con el contenido de sesquiterpenlactonas.

Bioensayo Alelopático

El fraccionamiento cromatográfico del subextracto clorofórmico (1503,1 mg) permitió obtener 36 fracciones; el monitoreo a través de CCD dejó ver en 20 de ellas la presencia de sesquiterpenlactonas. Un estudio cromatográfico y espectroscópico condujo a la determinación de reagrupar las fracciones 1 y 2 llamándolas en lo sucesivo F1 y a unir de la 3 a la 20, denominándolas en adelante F2. Con estas dos grandes fracciones (F1 y F2) se realizó el ensayo de alelopatía sobre semillas de O. sativa var. Fedearroz 50, la respuesta se contrastó con el extracto etanólico crudo (F3), a diferentes concentraciones.

Un análisis descriptivo aplicado a la proporción de semillas germinadas en cada uno de las fracciones analizadas, dejó ver un promedio muy homogéneo (70%), exhibiendo un bajo error estándar (0.01) y un coeficiente de variación de 6.42%. El ANOVA aplicado no mostró diferencia significativa entre las fracciones (P> 0.05); no sucedió así a nivel de concentraciones, en donde P<0.05, dando a entender una dependencia entre el número de semillas germinadas y el nivel de concentración utilizado. En el análisis descriptivo se observó un comportamiento similar entre las medias del blanco (cloroformo) y la concentración más baja (200 ppm) y de igual manera entre 400 y 600 ppm. El ANOVA, a un intervalo de confianza del 95%, indicó diferencias entre el blanco y las concentraciones de 400 ppm y 600 ppm. La mayor actividad alelopática se observó a estas concentraciones, lo que puede atribuirse, en parte, a la cantidad relativamente alta de sesquiterpenlactonas detectada en ellas.

En lo referente a la elongación de la radícula, se observó que las tres fracciones influyen de manera independiente en esta variable (el coeficiente de variación osciló entre 33 y 53%), no obstante con F1 y F2, donde las sesquiterpenlactonas conforman el constituyente principal, la acción resulta ser más drástica que cuando se tiene el extracto etanólico completo (F3). La concentración de las fracciones empleadas parece afectar en menor medida la variabilidad de la longitud de la radícula (coeficiente de variación: 27-43%), sin embargo en el blanco esta variable exhibe un aumento en el número de radículas largas con relación a los otros niveles de concentración. El ANOVA aplicado confirma lo antes dicho (P< 0,05) para todas las interrelaciones, es decir que F1, F2 y F3 además de diferenciarse por su actividad, parecen hacerlo por su concentración. Cabe destacar a F2 como el tratamiento de mayor influencia sobre el crecimiento radicular y  que además a 400 ppm, presenta diferencias significativas (P< 0.05) con todas las demás fracciones. A nivel de fracciones y concentraciones se encontró poco efecto sobre la permeabilidad de la membrana.

Las medias estadísticas indicaron un aumento del índice mitótico a medida que la concentración se incrementa (0.012, 0.074, 0.139 y 0.215) insinuando una alta tasa de división de las células en la radícula por efecto de las fracciones; sin embargo un examen microscópico reveló que todas las células se observan en profase, con algunas excepciones pertenecientes a F3 a 200 ppm, en ella aparecen otras fases de división como metafase y anafase. Lo anterior indica que la radícula no presenta una alta tasa de división, sino un bloqueo en el ciclo celular. Observaciones como estas han sido hechas por Dayan et al. (1999), estos autores afirman que la interferencia en la división celular es un efecto directo de los mecanismos de acción de las sesquiterpenlactonas y proponen que estos metabolitos irrumpen en la formación de los centros organizadores de los microtúbulos, lo que confirma aun más la presencia y acción del componente fitotóxico de interés en las fracciones orgánicas de Lagascea mollis. El ANOVA presenta diferencias significativas para cada uno de los factores analizados y su interacción (P<0.05). Se destaca a F2 en las 3 concentraciones aplicadas, registrando los valores más altos del índice mitótico y a su vez exhibiendo diferencias significativas con el blanco.

Cabe destacar que F1 y F2 presentan diferencias significativas a concentraciones de 400 y 600 ppm en la elongación radicular, debido posiblemente a la naturaleza diferente de otros constituyentes químicos o quizás al contenido desigual de sesquiterpenlactonas, no sobra mencionar que los compuestos secundarios diferentes al principio activo pueden realizar una acción antagónica o sinérgica a aquel.

CONCLUSIONES

El cultivo de arroz (Oryza sativa) al sur del departamento del Tolima-Colombia, se encontró asociado a 12 especies diferentes de arvense pertenecientes a la familia Asteraceae, con gran variabilidad en sus características macromorfológicas y micromorfológicas, así como también en sus índices farmacognósticos.

El efecto de las fracciones clorofórmicas de Lagascea mollis  no influyó fuertemente en la etapa germinativa como tampoco sobre el desarrollo y función de las membranas radiculares, evidenciado por la conductividad del eflujo celular. La acción de los metabolitos se fundamentó básicamente sobre el bloqueo del ciclo de división celular revelado por el aumento del índice mitótico, dando como resoltado la inhibición del crecimiento radicular.

El efecto de los aleloquímicos de Lagascea mollis Cav. sobre Oryza sativa L., variedad Fedearroz 50, manifiesta un deterioro de los procesos fisiológicos de esta planta que seguramente reducen su vigor y crecimiento, revelado en malformaciones de la radícula que probablemente disminuyen su vigor y crecimiento. En general L. mollis  sería una ayuda en sistemas de agricultura ecológica, como una alternativa para los agricultores de esca sos recursos económicos. Nuestros resultados sugieren que las sesquiterpenlactonas tienen efecto alelopático sobre O. sativa L.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen el soporte económico del Comité Central de Investigaciones de la Universidad del Tolima. El apoyo logístico del Departamento de Química es altamente apreciado.

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