CALIDAD DE LA LUZ Y SU RELACIÓN CON EL CRECIMIENTO Y METABOLISMO SECUNDARIO EN Thymus vulgaris. El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de los cambios en la calidad de la luz (color) proporcionada por LED sobre el crecimiento y metabolismo secundario de plantas de tomillo (Thymus vulgaris).
Fuentes consultadas
3 Las extensas investigaciones realizadas sobre la fitoquímica de esta planta, su amplia distribución y fácil cultivo, la posicionan como una buena candidata para montar experimentos con luz LED. El objetivo de esta investigación es evaluar el efecto de la luz LED roja y azul en diferentes proporciones, así como de la luz blanca, sobre el crecimiento y metabolismo secundario de Thymus vulgaris.
La calidad de la luz induce cambios en el crecimiento y metabolismo
La calidad de la luz y los fotorreceptores vegetales
El papel de la luz en el crecimiento de las plantas es complejo y está enteramente relacionado con los fotorreceptores de las plantas. El papel de la luz como modulador de rutas metabólicas se basa en un sistema de señalización que se inicia en los fotorreceptores e involucra cambios en la expresión de miles de genes, que luego crean una respuesta en la fisiología del organismo vegetal (Carvalho, Takaki & Azevedo, 2011).
La calidad de la luz y el crecimiento vegetal
11 tratamientos con luz LED monocromática azul y roja a 100 μmol m-2 s-1 se encontró que el valor de la tasa de asimilación neta en el tratamiento bajo luz roja monocromática (3.07 μmol CO2 m-2 s-1) es mayor que el medido bajo tratamiento con luz azul monocromática (1.75 μmol CO2 m−2 s−1) (Hernández, Eguchi, Deveci & Kubota, 2016). En contraste con estos resultados, también en tomate, Lanoue, Leonardos y Grodzinski (2018) observaron un aumento en la tasa de asimilación de CO2 cuando las plantas fueron tratadas con luz azul a 300 μmol m-2 s-1, en comparación con el tratamiento con luz. el mismo efecto se informó en tomate cherry a 320 μmol m-2 s-1 (Xiaoying et al., 2012).
La calidad de la luz y el metabolismo secundario
Estos se clasifican en monterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, triterpenos, tetraterpenos y politerpenos; que incluyen hormonas, pigmentos, esteroles, derivados de esteroles, látex, aceites esenciales y carotenoides, siendo estos últimos muy estudiados en relación con la influencia de la luz en su síntesis. Se ha demostrado que la intensidad de la luz induce la acumulación de pigmentos, como el α- y β-caroteno y la clorofila b, al estimular la actividad enzimática en respuesta al estrés lumínico (Lefsrud, Kopsell y Sams, 2008). En la vía principal para la síntesis de compuestos fenólicos, la vía del ácido shikímico, la luz azul y blanca regulan la actividad de la fenilalanina amoniaco-liasa (PAL) (Cuong, et al., 2019), una enzima que participa en el inicio de la vía promoviendo la conversión de fenilalanina a ácido cinámico en dicotiledóneas y de tirosina a ácido p-cumárico en monocotiledóneas (Vickery y Vickery, 1981), resultando de estos dos compuestos en un gran número de metabolitos secundarios, como ligninas y fenoles.
En la vía que da lugar a los carotenoides, la calidad de la luz afecta a la fitoeno sintasa, una enzima que cataliza la transición del difosfato de geranilgeranilo a cis-15-fitoeno; Esta molécula produce licopeno, que a su vez produce α-caroteno. La síntesis de moléculas del grupo de las xantofilas también está regulada por la luz, ya que es común que se produzca una conversión reversible de violaxantina en zeaxantina, vía anteraxantina, por la enzima violaxantina deepoxidasa, que se activa en condiciones de alto brillo. ; mientras que en la reacción inversa participa la enzima zeaxantina epoxidasa, que se activa con poca luz (Jahns, Latowski & Strzalka, 2009). En la biosíntesis de terpenoides, se ha observado que la calidad de la luz influye en las vías que conducen a la síntesis de moléculas específicas.
La investigación sobre este tema aún es escasa, por lo que es necesario involucrarse más en dilucidar el papel de la luz hacia las vías biosintéticas en la síntesis de terpenoides; especialmente en quimiotipos donde la síntesis de determinadas moléculas tiene una fuerte influencia genética y una débil influencia ambiental. El papel de la calidad de la luz en su síntesis aún no ha sido bien dilucidado, ya que se ha reportado que la luz azul inhibe su síntesis en Kale al inhibir la expresión de la enzima AOP2, que participa en el paso final de la ruta de síntesis de estas moléculas. (Frisch et al., 2015); mientras que en un estudio sobre brócoli, la luz azul mejoró la concentración de glucosinolatos alifáticos y aromáticos (Kopsell et al. creen que es posible que la luz azul solo afecte a los glucosinolatos derivados de la metionina y la fenilalanina (alifáticos y aromáticos), mientras que no influye en los sintetizados a partir de triptófano (glucosinolatos de indol). Desde que surgieron informes sobre el papel de la luz en la producción de cáñamo o marihuana, se ha reportado que el aumento en la producción de THC (tatrahidrocannabinol, la molécula más psicoactiva de los cannabinoides) y CBD ( cannabidiol), molécula con potencial medicinal) se logró con el aumento de la intensidad de la luz (Eaves, 2020; Fairbairn & Liebmann, 1974; Mary & Crombie, 1977; Potter & Duncombe, 2012) y así es; Sin embargo, una investigación reciente (2021) encontró que con una intensidad de luz superior a 250 μmol m-2 s-1, una alta proporción de luz roja: azul promueve un aumento en la síntesis de CBD en el cáñamo.
El tomillo y la respuesta de las lamiaceas a ambientes luminosos
- El Tomillo
- Usos en la medicina tradicional
- Reportes clínicos y farmacológicos
- Composición química y biosíntesis
- Influencia de la calidad de la luz en el crecimiento y metabolismo
Experimentos in vitro han demostrado la eficacia del aceite esencial contra Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Helicobacter pylori, Porphyromonas gingivalis, Selenomonas artemidis, Streptococcus sobrinus y Streptococcus mutans; El modo de acción puede deberse a una perforación de la membrana bacteriana, provocando que las células se deshinchen y por tanto mueran. Su actividad antiviral también ha sido probada in vitro contra el virus del herpes simple tipo 1 (HSV-1) y tipo 2 (HSV-2) (Nolkemper, Reichling, Stintzing, Carle & Schnitzler estudian las actividades antimicrobiana, antioxidante y antitumoral de tres especies de Thymus (serpyllum, algeriensis y vulgaris) concluyen que sus resultados justifican el uso de estas especies en el tratamiento de heridas menores y enfermedades de la cavidad bucal, así como su uso en la higiene del mismo lugar; también aseguran que el De strong La actividad antioxidante y antitumoral justifica el uso tradicional del tomillo para el tratamiento de diversas enfermedades humanas y abre la puerta al estudio de estas especies como potenciales agentes anticancerígenos.24 Alimento de larvas (Hosseinzadeh et al., 2015) y se ha tenido cuidado de que se les dé Por sus propiedades citotóxicas, antioxidantes y antimicrobianas, el aceite esencial tiene el potencial de usarse en el procesamiento de alimentos (Miladi, Slama, Mili, Zouari, Bakhrouf & Ammar, 2013).
Se ha informado que los flavonoides aislados del tomillo actúan como inhibidores de la producción de aniones superóxido y protectores de los glóbulos rojos contra el daño oxidativo (Haraguchi et al., 1996). En cuanto a la dosificación de esta planta y sus diversos preparados para uso oral en adultos, se ha informado que en decocciones se deben utilizar 1-2 g de hierbas secas por cada 150 ml de agua hirviendo (sin exceder el uso de 10 g por cada 150 ml de agua hirviendo). para prevenir la toxicidad); para extracto de etanol (1:10 de planta seca: etanol 70%) 40 gotas hasta tres veces al día; y para el aceite esencial, hasta dos gotas por día (Bash et al., 2004). 26 El estudio de la ruta biosintética de estos dos componentes (timol y carvacrol) ha demostrado que provienen directamente del p-cimeno y del γ-terpineno (Figura 2) y que es común que exista una correlación positiva entre estos dos grupos. . de monoterpenos en los diferentes quimiotipos de tomillo (Hudaib et al., 2002).
Los intentos de aclarar el efecto de la luz sobre la composición química y otras características fenotípicas de las plantas de la familia Lamiaceae tienen una larga historia. Peer y Langenheim (1998) creían que la producción de terpenoides en plantas de Satureja douglasii estaba regulada por fitocromos. Para aclarar esta cuestión, llevaron a cabo un experimento en el que se utilizaron fuentes de luz roja y roja lejana (lámparas fluorescentes) en plantas. especies; Los autores concluyeron que los fitocromos no controlan la producción de terpenoides en esta especie, sin embargo influyen en la concentración de algunas moléculas pertenecientes a este grupo (como el timol); También afirman que, aunque la producción de terpenoides está influenciada por factores ambientales, depende en gran medida de las características genéticas de la especie. Los autores concluyeron que la menta mexicana es muy sensible a los cambios en la calidad de la luz, asegurando que la luz azul promueve la ruta metabólica biosintética de los sesquiterpenoides.
Fuentes consultadas
Efecto de la luz LED de alta intensidad sobre la germinación y el crecimiento de plántulas de brócoli (Brassica oleracea L.). En cuanto al papel de la calidad de la luz en SPVI, las investigaciones se han centrado principalmente en el uso de luz azul (420-480 nm), luz roja (620-700 nm), una combinación de estas y luz blanca, utilizando otras longitudes de onda (Landi et al. .2020). Los porcentajes indican la magnitud de la variación positiva o negativa en relación con el tratamiento con luz blanca.
Los antecedentes sobre el efecto de la calidad de la luz sobre el equilibrio hormonal que favorece la germinación de los cogollos son muy escasos. El efecto de la calidad de la luz incidente sobre las hojas de las plantas de tomillo resultó en diferencias estadísticamente significativas para todas las variables evaluadas (P≤0.05). Las diferencias en la calidad de la luz en los tratamientos generaron cambios en la concentración de compuestos fenólicos (figura 1).
Se concluye que los cambios en la calidad de la luz que incide sobre las plantas de tomillo provocan cambios significativos en la composición química de su aceite esencial. Investigaciones anteriores han demostrado que los cambios en la calidad de la luz que incide sobre las plantas provocan cambios en el crecimiento, el desarrollo y el metabolismo secundario. Entre los experimentos para dilucidar el efecto de la calidad de la luz en la composición química de las plantas de la familia Lamiaceae se encuentra el de Peer y Langenheim (1998), que querían saber si la producción de terpenoides en las plantas de Satureja douglasii está regulada por fitocromos. , plantas tratadas con fuentes de luz roja y roja lejana (lámparas fluorescentes).
Es evidente el efecto de la calidad de la luz sobre la concentración de los principales compuestos (Figura 1). Efecto de la calidad de la luz sobre los principales compuestos del aceite esencial de tomillo.
