INTRODUCCIÓN

Diversos trabajos señalan el potencial del ácido salicílico (AS) como regulador de procesos fisiológicos y bioquímicos en las plantas (Hayat et al., 2010), que favorecen el desarrollo (Tucuch et al., 2015; Tucuch-Haas et al., 2016), la bioproductividad (Martín-Mex et al., 2013) y la tolerancia a daños causados por factores bióticos (An y Mou, 2011) y abióticos (Khan et al., 2015). El AS ha sido asociado con la producción de compuestos fenólicos (Rodrigues-Brandao et al., 2014) como el ácido rosmarínico (Hao et al., 2014), ácido salvianólico B, ácido cafeico (Dong et al., 2010) y flavonoides (Pacheco et al., 2013); además de otros tipos de metabolitos secundarios como α y β pineno, ρ-cimeno, α-tujeno, α-cadineno, cadinol, t-muurolol, 1, 8-cineol y limoneno (Al-oubaidi y Ameen, 2014).

Los fenoles representan un grupo amplio de compuestos característicos de las plantas, que entre otras funciones, juegan un papel importante en la pigmentación, crecimiento, reproducción y adaptación a condiciones de estrés biótico y abiótico (Farah y Donangelo, 2006; Lattanzio et al., 2006). Fisiológicamente los fenoles están involucrados en la absorción de nutrimentos, síntesis de proteínas, actividad enzimática, fotosíntesis, componentes estructurales y alelopatía (Robbins, 2003).

En el cultivo de maíz (Zea mays L.), los compuestos fenólicos participan en la coloración (Salinas et al., 2013), dureza (Cabrera-Soto et al., 2009) y tolerancia a patógenos en el grano (Bakan et al., 2003; García et al., 2003). Por otro lado, el consumo de granos ricos en fenoles trae consigo beneficios en la salud humana (Liu, 2007), debido a sus propiedades antioxidantes y anticancerígenas (Quiñones et al., 2012).

Dada la importancia de los compuestos fenólicos en las plantas y en la salud humana, se llevó a cabo la presente investigación en el cultivo de maíz, con el propósito de determinar el efecto del AS asperjado al dosel de plántulas de maíz sobre la concentración de fenoles en el grano.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se establecieron dos experimentos independientes con maíz de la raza Xmejen-nal (Nal-tel × Tuxpeño) en suelo, bajo condiciones de campo, en los terrenos del Centro de Investigación Científica de Yucatán, ubicado en la ciudad de Mérida, Yucatán. El primero se estableció el 30 de agosto de 2013 y el segundo el 19 de enero de 2014 con el propósito de verificar la reproducibilidad del efecto. Las siembras se realizaron de forma directa en el suelo, en camas de 1 m de ancho × 10 m de largo, con distanciamientos entre plantas de 0.30 m y 0.50 m entre hileras, con una población total de 60 plantas, mismas que se distribuyeron de forma equitativa entre los tratamientos y el testigo, en ambos experimentos, bajo un diseño experimental completamente al azar con 20 repeticiones, en la que se tomó una planta como unidad experimental. Cabe señalar que para la cuantificación del contenido de fenoles, en cada experimento, se concentraron las muestras de las 20 repeticiones de cada tratamiento, de donde se tomaron cuatro muestras de 100 g por tratamiento, mismas que se analizaron estadísticamente como se señala más adelante.

Plantas de 7 d después de la emergencia, fueron asperjadas en la parte aérea con ácido salicílico (AS) a concentraciones de 0.1 y 1 µM (Gutiérrez-Coronado et al., 1998) y como testigo se asperjó agua destilada. Se realizaron siete aplicaciones matutinas, hasta punto de goteo, en intervalos de 24 h. Después de la última aspersión de AS, las plantas se dejaron crecer libremente, se realizaron deshierbes ocasionalmente, se llevaron a cabo riegos para mantener el suelo húmedo a capacidad de campo y una aplicación de fertilizantes, al suelo, de triple 17 (17N, 17P, 17K), 20 g por planta a los 20 d después de la siembra (dds). A los 140 dds (momento de la cosecha) se colectaron muestras de granos, a los que se les midió la concentración de fenoles totales. Para la determinación, se tomaron cuatro muestras de 100 granos sanos de cada tratamiento, se molieron en un molino tipo ciclónico (Ika® Works, Inc. Wilmington, North Carolina, USA) con malla de 0.5 mm y se deshidrataron en una estufa (Binder, FED720, Tuttligen Alemania) a 50 ºC por 12 h. Se pesó 1 g de cada muestra y se agregaron 20 mL de metanol al 80 % como disolvente. Las muestras se sometieron por 15 min a un baño de ultrasonidos y posteriormente se agitaron por 105 min en un agitador horizontal para realizar la extracción.

Las muestras se centrifugaron por 10 min a 2325 X g (centrifuga Hettich Zentrifugen, modelo Universal 32, Tuttligen, Alemania) y el sobrenadante se filtró con papel Whatman No. 4 y se midió su volumen. La cuantificación de los fenoles solubles totales (FST) se realizó por el método colorimétrico de Folin-Ciocalteu, de acuerdo con lo descrito por Makkar (2003). La detección de los compuestos fenólicos se realizó a 760 nm de absorbancia (espectrofotómetro Perkin Elmer® Lambda UV/VIS, Massachusetts, USA) y los resultados se expresaron en función del ácido gálico, para lo cual se elaboró una curva patrón con dicho estándar.

Con los valores de ambos experimentos se realizaron análisis de varianza, de manera individual por cada experimento, mediante el modelo lineal correspondiente a un diseño experimental completamente al azar; para la cuantificación y análisis estadístico del contenido de fenoles en el grano, para cada experimento, se concentraron las 20 repeticiones por tratamiento en una sola muestra, de donde se tomaron cuatro muestras de 100 g por tratamiento, de las que resultaron cuatro repeticiones para el análisis. Se realizó la comparación de medias mediante la prueba de Tukey (P ≤ 0.05) con el paquete estadístico SAS.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Figura 1 se presentan los resultados de la concentración de FST de ambos experimentos. Se observa que la aspersión foliar de AS a una concentración de 1 μM en la fase de plántula, incrementó significativamente la concentración de FST en grano, con una concentración media de 877.2 mg g^-1 de materia seca, lo que representa en promedio una concentración superior 17 % a la registrada en el testigo. La concentración 0.1 µM de AS no fue estadísticamente diferente al tratamiento testigo en los dos experimentos; lo anterior a pesar de un incremento de 4 % con respecto al testigo en el experimento uno.

Los resultados encontrados en la presente investigación indican que el AS aumentó la concentración de fenoles en el grano de maíz y son coincidentes con los encontrados en otras especies como aceituna (Simarouba glauca) (Awate y Gaikwad, 2014) y naranja agria (Citrus aurantium) (Sarrou et al., 2015), cuando se suministra el AS de manera foliar y en salvia roja (Salvia miltiorrhiza) cuando se aporta al medio en cultivo de tejidos (Dong et al., 2010). Dong et al. (2010) y Hao et al. (2014) sugieren que el AS induce la producción de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) y estimula una mayor actividad de la fenilalanina amonio liasa (PAL, por sus siglas en inglés), responsable de la síntesis de compuestos fenólicos.

La relevancia en el incremento de los fenoles radica en el papel que desempeñan estos compuestos como protectores contra daños causados por plagas y enfermedades (Lattanzio et al., 2006), tales como gorgojo del maíz (Sitophilos zeamays) (García et al., 2003) y Fusarium spp. (Bakan et al., 2003). Al respecto García et al. (2003) reportaron que las bases bioquímicas de estos mecanismos de resistencia se deben en parte a los niveles elevados de compuestos fenólicos, que se encuentran enlazados con los carbohidratos de la pared celular, además de limitar la entrada de insectos y de disminuir la disponibilidad de nutrimentos; por otro lado, también se ha documentado que la acumulación intracelular de AS conlleva al aumento de los niveles de especies reactivas de oxígeno (ERO) y expresión de genes relacionados con la patogenicidad (Díaz-Puentes, 2012).

Los resultados obtenidos en esta gramínea de importancia alimenticia y económica, permiten confirmar la participación del AS en la inducción de síntesis de fenoles en las plantas (Dong et al., 2010), a la vez que reafirman su colaboración en la producción de metabolitos secundarios tal como se ha reportado en Alternanthera tenella (Rodrigues-Brandão et al., 2014), Saccharum officinarum y Calendula officinalis L. (Pacheco et al., 2013); además, dan la pauta para proponer su uso como herramienta en la inducción de tolerancia a plagas (García et al., 2003) y enfermedades del grano en maíz (Bakan et al., 2003), y para incrementar el poder antioxidante de este cereal, que se traduce en beneficios potenciales en la salud humana (Adom y Liu, 2002; Liu, 2007).

La aplicación foliar de ácido salicílico en concentración de 1 µM, en fase de plántula en maíz, incrementa la concentración de fenoles solubles totales en el grano. Aunque se conocen algunos de los compuestos fenólicos presentes en las estructuras del grano de maíz, así como su distribución y proporción de manera natural, no ha sido elucidado si el AS puede incidir en este orden o si existe preferencia en incrementar algún fenol en particular, y puesto que cada compuesto le confiere a las estructuras características muy propias para desempeñar funciones específicas (Cabrera-Soto et al., 2009; García et al., 2003), se sugiere realizar estudios adicionales sobre estos parámetros.

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Notas de autor

alcantar@colpos.mx