Revista de Biología Tropical ISSN Impreso: 0034-7744 ISSN electrónico: 2215-2075

OAI: https://www.revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/oai
Influencia de la edad en el contenido de fenoles y ligninas en Gmelina arborea (Lamiaceae)
PDF
HTML
EPUB

Palabras clave

revigorización
metabolitos secundarios
ontogenia
fotomorfogénesis
heterotrofia

Cómo citar

Azofeifa Bolaños, J. B., Álvarez Valverde, V. ., Olivares Madriz, A., Pineda Cascante, M. ., Campos Salas, D. ., & Hine-Gómez, A. . (2024). Influencia de la edad en el contenido de fenoles y ligninas en Gmelina arborea (Lamiaceae). Revista De Biología Tropical, 72(1), e54500. https://doi.org/10.15517/rev.biol.trop.v72i1.54500

Resumen

Introducción: La melina (Gmelina arborea), es una especie maderable de gran interés por su madera y propiedades medicinales. En Costa Rica, existen clones genéticamente superiores que se propagan sin el conocimiento de la edad ontogénica y fisiológica de los materiales. Objetivo: Evaluar la relación del contenido de fenoles y ligninas en hojas, peciolos, tallos y raíces de plantas con diferentes edades. Métodos: Los contenidos de fenoles y ligninas totales se determinaron mediante el método colorimétrico de Folin-Ciocalteu y el método de extracción alcalina, respectivamente. Resultados: Se demostró que todas las partes de la planta analizadas poseen fenoles y ligninas, independientemente de su edad. No hubo una correlación positiva entre la edad con el contenido de fenoles y ligninas para ninguna condición de desarrollo, pues los valores más altos no se obtuvieron en los árboles más longevos. Los extractos de hojas de las plantas in vitro y los árboles de siete años mostraron, respectivamente, los contenidos más altos de fenoles y ligninas para todas las condiciones. El modelo de competición proteico puede explicar los resultados obtenidos en condiciones de heterotrofia, debido a la absorción de sacarosa para la síntesis proteica sin afectar la demanda (por competencia) de fenilalanina para la síntesis fenólica. La presencia de mayor contenido de fenoles en las plantas in vitro y los altos contenidos de ligninas en esta condición para los tallos y raíces genera interrogantes en relación con la edad fisiológica y ontogenética de las plantas in vitro en comparación con plantas de campo. Conclusiones: Se recomienda una caracterización fitoquímica en cada etapa de desarrollo junto con el uso de marcadores morfológicos, fisiológicos y moleculares para explicar si los procesos del cultivo in vitro permiten revigorizar materiales selectos en comparación con otros estados de desarrollo ontogenético.

https://doi.org/10.15517/rev.biol.trop..v72i1.54500
PDF
HTML
EPUB

Citas

Ahlert, D., Ruf, S., & Bock, R. (2003). Plastid protein synthesis is required for plant development in tobacco. PNAS, 100(26), 15730–15735. https://doi.org/10.1073/pnas.2533668100

Amoo, S. O., Aremu, A. O., & van Staden, J. (2012). In vitro plant regeneration, secondary metabolite production and antioxidant activity of micropropagated Aloe arborescens Mill. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 111(3), 345–358. https://doi.org/10.1007/s11240-012-0200-3

Araya, E. (2005). Relaciones genéticas en una colección de clones de Gmelina arborea (Roxb) reveladas con marcadores AFLP. Revista Forestal Mesoamericana Kurú, 2(6), 1–14.

Ávila-Arias, C., Murillo-Cruz, R., & Murillo-Gamboa, O. (2015). Selección de clones superiores de dos conjuntos genéticos de Gmelina arborea en el Pacífico Sur de Costa Rica. Revista de Ciencias Ambientales, 49(1), 17–35. https://doi.org/10.15359/rca.49-1.2

Ávila-Arias, C., Salas-Rodríguez, A., & Murillo-Cruz, R. (2016). Selección de genotipos superiores de Gmelina arborea Roxb. por su heredabilidad genética a la tolerancia de la enfermedad de pudrición del tronco, Pacífico sur de Costa Rica. Revista Forestal Mesoamericana Kurú, 13(32), 11–20. https://doi.org/10.18845/rfmk.v0i0.2548

Bräutigam, K., Vining, K. J., Lafon-Placette, C., Fossdal, C. G., Mirouze, M., Marcos, J. G., Fluch, S., Fraga, M. F., Guevara, M. Á., Abarca, D., Johnsen, Ø., Maury, S., Strauss, S. H., Campbell, M. M., Rohde, A., Díaz-Sala, C., & Cervera, M. T. (2013). Epigenetic regulation of adaptive responses of forest tree species to the environment. Ecology and Evolution, 3(2), 399–415. https://doi.org/10.1002/ece3.461

Covelo, F., & Gallardo, A. (2001). Temporal variation in total leaf phenolics concentration of Quercus robur in forested and harvested stands in northwestern Spain. Canadian Journal of Botany, 79(11), 1262–1269. https://doi.org/10.1139/b01-109

Debnath, S. C., & Goyali, J. C. (2020). In vitro propagation and variation of antioxidant properties in micropropagated Vaccinium berry plants-A review. Molecules, 25(4), 788. https://doi.org/10.3390/molecules25040788

Dias, M. I., Sousa, M. J., Alves, R. C., & Ferreira, I. C. F. R. (2016). Exploring plant tissue culture to improve the production of phenolic compounds: A review. Industrial Crops and Products, 82, 9–22. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.12.016

Dubravina, G. A., Zaytseva, S. M., & Zagoskina, N. V. (2005). Changes in formation and localization of phenolic compounds in the tissues of European and Canadian yew during dedifferentiation In Vitro. Russian Journal of Plant Physiology, 52(5), 672–678. https://doi.org/10.1007/s11183-005-0100-z

Dutta, S., & Ray, S. (2020). Comparative assessment of total phenolic content and in vitro antioxidant activities of bark and leaf methanolic extracts of Manilkara hexandra (Roxb.) Dubard. Journal of King Saud University - Science, 32(1), 643–647. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2018.09.015

Dvorak, W. S. (2004). World view of Gmelina arborea: Opportunities and challenges. New Forests, 28(2–3), 111–126. https://doi.org/10.1023/B:NEFO.0000040940.32574.22

Fernandez-Lorenzo, J. L., Rigueiro, A., & Ballester, A. (1999). Polyphenols as potential markers to differentiate juvenile and mature chestnut shoot cultures. Tree Physiology, 19(7), 461–466. https://doi.org/10.1093/treephys/19.7.461

Filová, A. (2014). Production of secondary metabolites in plant tissue cultures. Research Journal of Agricultural Science, 46(1), 236–245.

Fraga, M. F., Cañal, M. J., & Rodríguez, R. (2002). Phase-change related epigenetic and physiological changes in Pinus radiata D. Don. Planta, 215(4), 672–678. https://doi.org/10.1007/s00425-002-0795-4

Gupta, S., Seal, T., Mao, A. A., & Sarma, S. (2017). High frequency direct shoot organogenesis of leaf explants and a comparative evaluation of phytochemicals, antioxidant potential of wild vs. in vitro plant extracts of Lysimachia laxa. 3 Biotech, 7(4), 274. https://doi.org/10.1007/s13205-017-0907-2

Gurr, S. I., Pherson, M. I., & Bowles, D. J. (1992). Lignin and associated phenolic acids in cell walls. In D. L. Wilkinson (Ed.), Molecular plant pathology: a practical approach (pp. 51–56). Oxford Press.

Hothorn, T., Bretz, F., & Westfall, P. (2008). Simultaneous inference in general parametric models. Biometrical Journal, 50(3), 346–363. https://doi.org/10.1002/bimj.200810425

Isah, T., Umar, S., Mujib, A., Sharma, M. P., Rajasekharan, P. E., Zafar, N., & Frukh, A. (2018). Secondary metabolism of pharmaceuticals in the plant in vitro cultures: strategies, approaches, and limitations to achieving higher yield. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 132(2), 239–265. https://doi.org/10.1007/s11240-017-1332-2

Jones, C. G., & Hartley, S. E. (1999). A protein competition model of phenolic allocation. Oikos, 86(1), 27–44. https://doi.org/10.2307/3546567

Kittibunchakul, S., Hudthagosol, C., Sanporkha, P., Sapwarobol, S., Suttisansanee, U., & Sahasakul, Y. (2022). Effects of maturity and thermal treatment on phenolic profiles and in vitro health-related properties of sacha inchi leaves. Plants, 11(11), 1–14. https://doi.org/10.3390/plants11111515

Koricheva, J., & Barton, K. E. (2012). Temporal changes in plant secondary metabolite production. In G. R. Iason, M. Dicke, & S. E. Hartley (Eds.), The Ecology of Plant Secondary Metabolites: From Genes to Global Processes (pp. 34–55). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/cbo9780511675751.004

Koricheva, J., Larsson, S., Haukioja, E., Keinänen, M., & Keinanen, M. (1998). Regulation of woody plant secondary metabolism by resource availability: hypothesis testing by means of meta-analysis. Oikos, 83(2), 212–226. https://doi.org/10.2307/3546833

Lim, T. Y., Lim, Y. Y., & Yule, C. M. (2017). Distribution and characterisation of phenolic compounds in Macaranga pruinosa and associated soils in a tropical peat swamp forest. Journal of Tropical Forest Science, 29(4), 509–518. https://doi.org/10.26525/jtfs2017.29.4.509518

Liu, B. L., Fan, Z. B., Liu, Z. Q., Qiu, X. H., & Jiang, Y. H. (2018). Comparison of phytochemical and antioxidant activities in micropropagated and seed-derived Salvia miltiorrhiza plants. HortScience, 53(7), 1038–1044. https://doi.org/10.21273/HORTSCI13072-18

Morales, G. A. (2004). Potential of Gmelina arborea for solid wood products. New Forests, 28(2–3), 331–337. https://doi.org/10.1023/B:NEFO.0000040956.68838.97

ONF. (2022). Usos y aportes de la madera en Costa Rica. Estadísticas 2021 & Precios 2022. Alma Creativa.

Pérez-Ochoa, M. L., Vera-Guzmán, A. M., Mondragón-Chaparro, D. M., Sandoval-Torres, S., Carrillo-Rodríguez, J. C., & Chávez-Servia, J. L. (2022). Effects of growth conditions on phenolic composition and antioxidant activity in the medicinal plant Ageratina petiolaris (Asteraceae). Diversity, 14(8), 595. https://doi.org/10.3390/d14080595

R Core Team. (2019). R: A language and environment for statistical computing (Software). R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. https://www.R-project.org/

Read, P. E., & Bavougian, C. M. (2013). In vitro rejuvenation of woody species. In M. Lambardi, E. A. Ozudogru, & S. M. Jain (Eds.), Protocols for Micropropagation of Selected Economically-Important Horticultural Plants, Methods in Molecular Biology (pp. 305–316). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-074-8

Rencoret, J., Gutiérrez, A., Nieto, L., Jiménez-Barbero, J., Faulds, C. B., Kim, H., Ralph, J., Martínez, Á. T., & del Río, J. C. (2011). Lignin composition and structure in young versus adult Eucalyptus globulus plants. Plant Physiology, 155(2), 667–682. https://doi.org/10.1104/pp.110.167254

Sharma, A., Shahzad, B., Rehman, A., Bhardwaj, R., Landi, M., & Zheng, B. (2019). Response of phenylpropanoid pathway and the role of polyphenols in plants under abiotic stress. Molecules, 24(13), 1–22. https://doi.org/10.3390/molecules24132452

Stafford, H. A. (1960). Differences between lignin-like polymers formed by peroxidation of eugenol and ferulic acid in leaf sections of Phleum. Plant Physiology, 35(1), 108–114. https://doi.org/10.1104/pp.35.1.108

Valledor, L., Hasbún, R., Meijón, M., Rodríguez, J. L., Santamaría, E., Viejo, M., Berdasco, M., Feito, I., Fraga, M. F., Cañal, M. J., & Rodríguez, R. (2007). Involvement of DNA methylation in tree development and micropropagation. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 91(2), 75–86. https://doi.org/10.1007/s11240-007-9262-z

Valledor, L., Meijón, M., Hasbún, R., Jesús Cañal, M., & Rodríguez, R. (2010). Variations in DNA methylation, acetylated histone H4, and methylated histone H3 during Pinus radiata needle maturation in relation to the loss of in vitro organogenic capability. Journal of Plant Physiology, 167(5), 351–357. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2009.09.018

Verpoorte, R., & Alfermann, A. W. (2000). Metabolic engineering of plant secondary metabolism. Kluwer Academic Publishers. https://doi.org/https://doi.org/10.1007/978-94-015-9423-3

Verpoorte, R., Contin, A., & Memelink, J. (2002). Biotechnology for the production of plant secondary metabolites. Phytochemistry Reviews, 1(1), 13–25. https://doi.org/10.1023/A:1015871916833

Wam, H. K., Stolter, C., & Nybakken, L. (2017). Compositional changes in foliage phenolics with plant age, a natural experiment in boreal forests. Journal of Chemical Ecology, 43(9), 920–928. https://doi.org/10.1007/s10886-017-0881-5

Warrier, R. R., Priya, S. M., & Kalaiselvi, R. (2021). Gmelina arborea – an indigenous timber species of India with high medicinal value: A review on its pharmacology, pharmacognosy and phytochemistry. Journal of Ethnopharmacology, 267, 113593. https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113593

Comentarios

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.

Derechos de autor 2024 Revista de Biología Tropical

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.