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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Centro de Desarrollo de Productos Bióticos Departamento de Biotecnología IDENTIFICACIÓN DE METABOLITOS DE Bougainvillea glabra CHOISE VARIEDAD VARIEGATA Y SU EFECTO CONTRA Spodoptera frugiperda J. E. SMITH T E S I S Que para obtener el Grado de Maestría en Ciencias en Desarrollo de Productos Bióticos PRESENTA Lorena Reyes Vaquero Directoras de Tesis Dra. Silvia Evangelista Lozano Dra. Ma. Yolanda Ríos Gómez Yautepec de Zaragoza, Morelos Julio 2015 El presente trabajo se llevó a cabo en el Departamento de Biotecnología, en los laboratorios de Cultivo de células vegetales, Propagación ex vitro, Entomología y Fitopatología del Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional bajo la dirección de la Dra. Silvia Evangelista Lozano y en el Laboratorio 10 y 6 de Química de Productos Naturales del Centro de Investigaciones Químicas de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos bajo la supervisión de la Dra. Ma. Yolanda Ríos Gómez y la Dra. Angélica Berenice Aguilar Guadarrama. Para la realización de los estudios se obtuvo el apoyo económico de la beca CONACYT (536272), y Beca de Estimulo Institucional de Formación de Investigadores (BEIFI) proyectos 20130606, 20140785 y 20150446. También fue financiada por los proyectos: Propagación y manejo agronómico de plantas con interés medicinal, ornamental, frutícola e industrial (SIP-IPN-20130606); Propagación y manejo de plantas para uso industrial (SIP-IPN-20140785) y Herramientas técnicas para la obtención de materia prima agrícola en proyectos de investigación (SIP-IPN- 20150446); proyectos bajo la dirección de la Dra. Silvia Evangelista Lozano. AGRADECIMIENTOS A Dios por darme la sabiduría y capacidad para realizar la maestría. A Elvira, Maricela y Uriel por su enorme trabajo y apoyo en la colecta de micro esquejes y hojas de buganvilia, gracias por su labor en el laboratorio de cultivo ex vitro. A la maestra Sandra y Toñita del laboratorio de cultivo in vitro, por su apoyo y aportación de los callos de buganvilia. Mil gracias. A la Dra. Berenice Aguilar Guadarrama gracias por todo su apoyo durante la estancia, gracias por permitirme ser parte de su laboratorio y por toda su ayuda y paciencia; por sus comentarios y por todo. Es una persona muy noble. A las maestras y personal del laboratorio de Entomología, Margarito y Javi gracias por todo su apoyo. A la maestra Mónica del laboratorio de fitopatología, por permitirme trabajar en el laboratorio haciendo mis extracciones y usando el rotaevaporador. Muchas gracias. A todo el personal del CIQ-UAEM por acogerme. Al Centro de Desarrollo de Productos Bióticos por permitirme ser parte de su posgrado. A la Dra. Ma. Yolanda Ríos Gómez por su sabiduría y enseñanza. A la Dra. Silvia Evangelista Lozano por su apoyo incondicional, por haberme aceptado como su estudiante, y por todas sus enseñanzas. Mil gracias por todo. Es una gran doctora. A la M. en C. Ma. Elena Valdés Estrada por su ayuda en el bioensayo. A todos mis compañeros de generación, Paola, Alex, Pedro, Hermi, Michi, gracias por todos los desayunos que compartimos y la convivencia durante esta aventura llamada maestría. Tomas mil gracias por todo tu apoyo y amistad. A CONACYT y BEIFI por las becas otorgadas durante la maestría. A los miembros de mi comité tutorial y jurado: M. en C. Isabel Cortes, Dr. Mario Rodríguez, Dr. Javier Solorza y Dra, Edith Agama, gracias por sus comentarios a la redacción del escrito. DEDICATORIA A mis padres Arturo y Eva por su confianza y apoyo. A mis sobrinos: Ramses, Daniel, Diego, David y Wendy, por todos los juegos y momentos felices a su lado. A mis hermanos Rocio y Jorge por su apoyo y cariño. A Lety gracias por todo tu apoyo y paciencia. El principio de la sabiduría es el temor a Jehová Proverbios 1:7 “El amor por todas las criaturas vivientes es el más noble atributo del hombre” Darwin ÍNDICE GENERAL Pág. Índice de figuras……………………………………………………………………. I Índice de cuadros…………………………………………………………………... V Lista de abreviaturas………………………………………………………………. VII Resumen…………………………………………………………………………...… VIII Abstract………………………………………………………………………………. X I. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………….. 1 II. ANTECEDENTES…………………………………………………………… 2 2.1 Metabolitos bioactivos………………………………………………... 2 2.1.1 Metabolitos con actividad biológica contra insectos……... 2 2.1.2 Efecto biológico de metabolitos en insectos……………… 4 2.1.3 Métodos de extracción de metabolitos…………………….. 5 2.1.4 Métodos de separación e identificación de metabolitos… 6 2.1.5 Cultivo in vitro para la obtención de metabolitos………… 9 2.2 Generalidades Bougainvillea glabra Choise……………………… 10 2.2.1 Taxonomía, distribución y usos……………………………. 10 2.2.2 Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata………... 12 2.2.3 Compuestos presentes en Bougainvillea glabra………… 13 2.2.4 Efecto biológico de Bougainvillea glabra en insectos…… 16 2.3 Gusano Cogollero…………………………………………………….. 18 2.3.1 Biología de Spodoptera frugiperda Smith…………………. 18 2.3.2 Daños en cultivos ocasionados por Spodoptera frugiperda Smith……………………………………………... 20 III. JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………….. 22 IV. HIPÓTESIS…………………………………………………………………... 22 V. OBJETIVOS………………………………………………………………….. 23 5.1 Objetivo general………………………………………………………. 23 5.2 Objetivos específicos…………………………………………………. 23 VI. MATERIALES Y MÉTODOS……………………………………………….. 24 6.1 Área de estudio………………………………………………………... 25 6.2 Obtención de materia prima………………………………………….. 25 6.3 Preparación de los extractos metanólicos de hoja y callo………… 26 6.4 Aislamiento y determinación de la estructura molecular de los compuestos mayoritarios……………………………………………… 27 6.4.1 Aislamiento e identificación de los compuestos químicos del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata………………………………………… 27 6.4.2 Aislamiento e identificación de los compuestos químicos del extracto metanólico de callo de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata………………………………………… 36 6.5 Efecto biológico de los extractos metanólicos y metabolitos mayoritarios de Bougainvillea glabra variedad Variegata…………. 39 VII. RESULTADOS……………………………………………………………….. 44 7.2 Compuestos identificados en los extractos de hoja y callo de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata y rendimiento de los extractos…………………………………………………………………. 44 7.2.1 Compuestos identificados en el extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata……… 45 7.2.2 Compuestos identificados en el extracto metanólico de callo de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata……… 63 7.3 Efecto biológico de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata en Spodoptera frugiperda Smith…………………………………………. 68 7.3.1 Mortalidad……………………………………………………… 68 7.3.2 Peso…………………………………………………………….. 74 7.3.3 Malformaciones……………………………………………….. 79 VIII. DISCUSIÓN…………………………………………………………………… 82 IX. CONCLUSIONES………………………………………………………….… 86 X. LITERATURA CITADA……………………………………………………... 87 XI. ANEXOS………………………………………………………………………. 92 I ÍNDICE DE FIGURAS Número Figura Pág. 1 Diferentes variedades de Bougainvillea glabra Choise. 11 2 Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 12 3 Compuestos identificados en Bougainvillea glabra. A. quercetina-3- O-α-L-ramnopiranosil-(1-6)-β-D-glucopiranosido (Sahu y Saxena, 2014); B. luteolina-7-O-[2''-O-(5'''-O-feruloil)- β-D-apiofuranosil]- β- D-glucopiranósido, C. vitexina, D. isovitexina, E. crisoeriol, F. apigenina, G. luteolina (Hussein, 2014); H. acetato de ácido oleananoico (Mariajancyrani et al,. 2013). I. Betacianina (Napoleon, 2013); J. Betasitoésterol (Martinez, 1997).K. ácido p-cumarico, L. ácido sináptico (Kaisoon et al., 2011). 15 4 Ciclo de vida de Spodoptera frugiperda Smith (Negrete y Morales, 2003). 19 5 Daño ocasionado por larvas de Spodoptera frugiperda Smith en maiz (Negrete y Morales, 2003). A. Daño inicial en hojas; B. Daño en el cogollo; C.Excretas de larva en 5º estadio. 21 6 Diagrama general de trabajo. 24 7 Diagrama de flujo de la preparación de los extractos de hoja y callo de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata. 27 8 Esquema del fraccionamiento del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra var. Variegata. CG-EM (cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas); AM (aguas madres); pp (precipitado); RMN (resonancia magnética nuclear); CCF (cromatografía en capa fina); RCR (re-cromatografía radial); RCC (re-cromatografía columna); RCMP (re-cromatografía en mediana presión). 29 9 Cromatografía en capa fina del extracto acetónico y metanólico de callo de Bougainvillea glabra var. Variegata. El círculo indica la homogeneidad de los compuestos presentes en los extractos de acetona letra A y metanol letra M. 36 10 Esquema del fraccionamiento del extracto acetónico – metanólico de callo de Bougainvillea glabra variedad Variegata. CG-EM (cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas). 38 11 Diagrama de trabajo de la evaluación del efecto de los extractos de buganvilia. EMH (extracto metanólico de hoja); EMC (extracto metanólico de callo); K(d-pinitol), C (mezcla de ácidos grasos). 40 II 12 Porcentaje de grupos químicos identificados por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas en el extracto metanólico de hoja (EMH) y de callo (EMC) de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata. 44 13 Estructura y espectro de masas del escualeno. Tiempo de retención 29.50 min. 48 14 Estructura y espectro de masas del pentacosano. Tiempo de retención 24.13 min. 48 15 Estructura y espectro de masas del heptacosano. Tiempo de retención 26.97 min. 49 16 Estructura y espectro de masas del nonacosano. Tiempo de retención 31.20 min. 49 17 Estructura y espectro de masas del hentriacontano. Tiempo de retención 37.86 min. 50 18 Estructura y espectro de masas del 4-(2,2,6-trimetil-7-oxabiciclo [4.1.0]hept-1-il)- 3-buten-2-ona. Tiempo de retención13.47min. 50 19 Estructura y espectro de masas del 5,6,7,7a-tetrahidro-4,4,7a- trimetil-2(4H)-benzofuranona. Tiempo de retención14.12 min. 51 20 Estructura y espectro de masas del 4,8-dimetil-1,7-nonadien-4-ol. Tiempo de retención10.65min. 51 21 Estructura y espectro de masas del Estigmasta-5,22-dien-3-ol. Tiempo de retención 22.47 min. 52 22 Estructura y espectro de masas del 6,10,14-trimetil-2- pentadecanona. Tiempo de retención17.46 min. 52 23 Estructura y espectro de masas del metil éster del ácido palmítico (metil éster del ácido hexadecanoico). Tiempo de retención18.27 min. 53 24 Estructura y espectro de masas del ácido palmítico (ácido hexadecanoico). Tiempo de retención18.73 min. 53 25 Estructura y espectro de masas del metil éster del ácido (Z,Z) 9,12- octadecadienoico (metil éster del ácido linoleico). Tiempo de retención 19.92 min. 54 26 Estructura y espectro de masas del ácido (Z,Z) 9,12- octadecadienoico (ácido linoleico). Tiempo de retención 20.36 min. 54 27 Estructura y espectro de masas del (E,E) - 6, 10, 14 –trimetil- 5,9,13-pentadecatrien-2-ona. Tiempo de retención 22.75 min. 55 III 28 Estructura y espectro de masas del Oxirano 2,2-dimetil-3- (3,7,12,16,20-pentametil-3,7,11,15,19-heneicosapentaenil). Tiempo de retención 29.11 min. 55 29 Estructura y espectro de masas de vitamina E. Tiempo de retención 39.32 min. 56 30 Estructura y espectro de masas del metil éster del ácido (Z,Z,Z) 9,12,15-octadecatrienoico (metil éster del ácido α-linolénico). Tiempo de retención 20.46 min. 56 31 Estructura y espectro de masas de fitol. Tiempo de retención 20.10 min. 57 32 Estructura y espectro de masa de 3,7,11,15-tetrametilhexadec-2- en-1-ol (ésteroisomero de fitol). Tiempo de retención 17.40 min. 57 33 Estructura y espectro de masas de 3-O-metil-d-glucosa. Tiempo de retención 16.17 min 58 34 Estructura y espectro de masas de 2,2,6,6-tetrametil – 4- piperidinona. Tiempo de retención 8.29 min. 58 35 Estructura y espectro de masas de 2-metoxi-4-vinilfenol (p-vinil guayacol). Tiempo de retención 11.19 min. 59 36 Estructura de clorofila a, compuesto identificado por RMN en el extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 59 37 Estructura d-pinitol, compuesto identificado por RMN en el extracto metanólico de hoja y callo de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 62 38 Estructura y espectro de masas de ácido hexanodioico bis (2- etilhexil) éster. Tiempo de retención 21.97 min 65 39 Estructura y espectro de masas de 2,4-bis (1,1-dimetiletil) fenol. Tiempo de retención 13.14 min. 65 40 Estructura y espectro de masas de N,N-dietildodecanamida. Tiempo de retención 16.14 min. 66 41 Estructura y espectro de masas de 1-(2,5-dimetoxi-fenil)-7-metoxi- 3,11-dimetil-dodeca-2,6,10-trieno (12-hidroxi- farnesil dimetil hidroquinona). Tiempo de retención 42.47 min. 66 42 Estructura y espectro de masas de Eudesmina (1H, 3H-furo[3,4- c]furan,1,4-bis(3,4-dimetoxifenil)tetrahidro). Tiempo de retención 43.74 min. 67 IV 43 Comparación del porcentaje de mortalidad corregida de Abbott, de larvas de Spodoptera frugiperda S. tratadas con los extractos metanólicos de hoja (EMH) y de callo (EMC) de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 68 44 Porcentaje de mortalidad corregida de Abbott de larvas de Spodoptera frugiperda S. tratadas con extracto metanólico de hoja (A) y callo (B) de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 69 45 Comparación del porcentaje de mortalidad corregida de Abbott, de larvas de Spodoptera frugiperda tratadas con las fracciones K (d- pinitol) y C (mezcla de ácidos grasos) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata 70 46 Porcentaje de mortalidad corregida de Abbott, de larvas de Spodoptera frugiperda S. tratadas con la fracción K (d–pinitol) (A) y la fracción C (mezcla de ácidos grasos) (B) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata. 71 47 Número de larvas de Spodoptera frugiperda S. muertas, en los diferentes días de muestreo, tratadas con extracto metanólico de hoja (A) y callo (B) de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata. 72 48 Número de larvas de Spodoptera frugiperda S. muertas, en los diferentes días de muestreo, tratadas con la fracción K (d–pinitol) (A) y fracción C (ácidos grasos) (B) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata 73 49 Malformaciones formada en larvas de Spodoptera frugiperda Smith, tratadas con los extractos metanólicos de hoja y callo; d-pinitol y ácidos grasos del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata. Larva normal (A). Larvas con ecdisis incompleta (B1 extracto metanólico de hoja, B2 extracto metanólico de callo y B3 d-pinitol). Larvas en estadio intermedio larva-pupa (C1 d-pinitol y C2 ácidos grasos). 80 50 Malformaciones formada en pupas de Spodoptera frugiperda Smith, tratadas con los extractos metanólicos de hoja y callo; d- pinitol y ácidos grasos del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata. Pupa normal (A). Pupas con cutícula discontinua (B1 extracto metanólico de hoja, B2 extracto metanólico de callo y B3 d-pinitol y B4 ácidos grasos). Pupas con invaginación en la región ventral de los segmentos (C1 extracto metanólico de hoja, C2 extracto metanólico de callo, C3 d- pinitol y C4 ácidos grasos). Pupas con exposición de sacos en la región cefálica (D1 extracto metanólico de hoja y D2 d-pinitol). 81 V ÍNDICE DE CUADROSNúmero Cuadro Pág. 1 Compuestos reportados en Bougainvillea glabra. 13 2 Metabolitos secundarios identificados en Bougainvillea glabra. 16 3 Duración de los diferentes estadios biológicos de Spodoptera frugiperda S. en relación a la temperatura en condiciones de laboratorio. 18 4 Fraccionamiento del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 28 5 Reuniones de las fracciones del extracto metanólico de hoja (EMH) de Bougainvillea glabra var. Variegata. 30 6 Fraccionamiento de la re-cromatografía de la fracción F (61 – 82). 31 7 Grupos obtenidos del fraccionamiento de la re-cromatografía radial de la fracción F (61 – 82). 32 8 Fraccionamiento de la re-cromatografía de la reunión Q (119 – 131) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 33 9 Reuniones de las fracciones de la re-cromatografía de la reunión Q (119-131) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 34 10 Fraccionamiento de la re-cromatografía de las aguas madres de la reunión L (146 – 150) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 35 11 Reuniones de las fracciones de la re-cromatografía de las aguas madres de la reunión L (146-150) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata. 35 12 Fraccionamiento del extracto metanólico–acetónico de callo (EMAC) de Bougainvillea glabra var. Variegata. 37 13 Reuniones de las fracciones del extracto metanólico–acetónico de callo (EMAC) de Bougainvillea glabra var. Variegata. 37 14 Tratamientos utilizados para evaluar el efecto biológico de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata en Spodoptera frugiperda Smith en condiciones de laboratorio. 41 15 Metabolitos identificados en el extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. 46 16 Datos de la resonancia magnética nuclear de clorofila a. 60 VI 17 Datos de la resonancia magnética nuclear de d-pinitol. 62 18 Metabolitos identificados en el extracto acetónico-metanólico de callo de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. 64 19 Peso de larvas de Spodoptera frugiperda a los 7, 14, 21 y 28 días de tratamiento con los extractos metanólicos de hoja y callo Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata. 75 20 Peso de larvas de Spodoptera frugiperda a los 7, 14, 21 y 28 días de tratamiento con las fracciones K y C del extracto metanólico de Bougainvillea glabra Choise varieda Variegata. 77 21 Peso de pupas de Spodoptera frugiperda tratadas con los extractos metanólicos de hoja y callo y con las fracciones K y C del extracto metanólico de hoja Bougainvillea glabra Choise var. Variegata incorporado en la dieta artificial. 78 VII LISTA DE ABREVIATURAS MS Metabolitos secundarios PS Peso seco CC Cromatografía en columna CG-EM Cromatografía de gases – espectrometría de masas RMN Resonancia magnética nuclear AM Aguas madres PP Precipitado CCF Cromatografía en capa fina RCR Recromatografía radial RCC Recromatografía en columa RCMP Recromatografía en mediana presión ppm Partes por millón EMH Extracto metanólico de hoja EMC Extracto metanólico de callo K Fracción K (d-pinitol) del extracto metanólico de hoja C Fracción C (mezcla de ácidos grasos) del extracto metanólico de hoja Rf Factor de retención gl Grados de libertad AcOEt-MeOH Acetato de etilo:metanol VIII RESUMEN Los metabolitos presentes en Bougainvillea glabra Choise presentan actividad medicinal e insecticida; propiedades que pueden ser atribuidas a los alcaloides, saponinas, flavonoides, esteroides, taninos, betacianinas, compuestos fenólicos y terpenoides, que contiene. Estos compuestos pueden ser diferentes dependiendo de la variedad. Esta especie tiene muchas variedades, por lo que el objetivo de este trabajo fue identificar los metabolitos mayoritarios de Bougainvillea glabra Choise var. Variegata y estudiar su efecto contra Spodoptera frugiperda J. E. Smith a nivel de laboratorio. La materia prima fue hoja seca y tejido calloso obtenido in vitro. Se utilizaron extractos metanólicos de hoja y callo, la extracción se hizo por el método de maceración. Para el aislamiento de los metabolitos y su identificación, se usaron técnicas cromatográficas, espectroscópicas y espectrométricas. La evaluación del efecto biológico de los extractos y metabolitos mayoritarios obtenidos se realizó a nivel laboratorio en Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae) (gusano cogollero); se usaron diferentes concentraciones (ppm) de los extractos (1000, 750, 500, 250, 125 ppm) y compuestos mayoritarios (125, 100, 75, 50, 25). El rendimiento del extracto metanólico de hoja fue de 13% y el de callo fue de 3%. Por cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas se identificaron en el extracto metanólico de hoja 23 compuestos y en el extracto metanólico de callo 11 compuestos. De los cuales en hoja el 30% fueron terpenoides, el 22% ácidos grasos; mientras que en callo el 36% fueron ácidos grasos y 27% terpenoides. De los compuestos identificados, seis se encontraron tanto en hoja como en callo (metil éster del ácido α-linolénico, metil éster del ácido palmítico, metil éster del ácido linoleico, p-vinil guayacol, escualeno y ésteroisomero de fitol). En la fracción más polar del extracto metanólico de hoja se observó un precipitado, el cual se identificó por resonancia magnética nuclear como d-pinitol. Al encontrarlo en hoja se buscó en el extracto metanólico de callo y también estuvo presente. El efecto biológico de los extractos metanólicos de hoja, callo y los compuestos mayoritarios d-pinitol (K) y mezcla de ácidos grasos (C) del extracto metanólico de hoja presentaron acción insecticida, siendo los primeros dos estadios larvales los más susceptibles. En el IX extracto metanólico de hoja a 250 y 125 ppm se observó el 85% de mortalidad en larvas, las pupas formadas (15%) presentaron malformaciones. El extracto metanólico de callo a 750 ppm provocó el 90% de mortalidad de larvas, y pupas con malformaciones. En cuanto a los compuestos mayoritarios el d-pinitol a 75 ppm provocó el 100% de mortalidad en larvas; la mezcla de ácidos grasos a 75 ppm provocó el 85% de mortalidad. En ninguno de los tratamientos hubo emergencia de adultos. Con los resultados obtenidos, se puede concluir que la buganvilia variedad variegata puede ser usada como un bioinsecticida debido a los compuestos que presenta, encontrándose al d-pinitol como el compuesto principal con efecto insecticida en larvas de segundo estadio del gusano cogollero. X ABSTRACT The present bioactive compounds in Bougainvillea glabra Choise are responsible for medicinal and insecticide activity; these properties can be attributed to the tannins, alkaloids, saponin, flavonoids, steroids, betacianin phenols and terpenoids among others. Compounds can be modified depending on the variety. In this species a wide range of varieties exists. The objective of the present research was to identify the majority metabolites of B. glabra variety Variegata and to evaluate its biological effect against Spodoptera frugiperda J. E. Smith at laboratory level. The raw material dry leaves and callus lyophilized cultivated in vitro. Extracts were used methanolic of leaves and callus, the extraction was done by maceration method. For the isolation of the majority compound and determination of its molecular structure skills were used chromatographic, spectroscopic and spectrometric techniques. In the evaluation of the biological effect on the extracts and majority compounds the realized at level laboratory in the insect model Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae)(fall armyworm); different concentrations were used (ppm) of the extracts and majority compounds. The yield of the methanolic extract of leaves was 13% and that callous was 3%. By gas chromatography mass spectroscopic were identified 23 compounds in the methanolic extract of leaves and in the extract methanolic of callus were 11 compounds. Of which in leaves 30% was terpenoids, 22% fatty acid; while in callous 36% was fatty acid and 27% terpenoids. Of the identified compounds six were found in leaf and callus (methyl ester α linolenic acid, methyl ester palmitic acid, methyl ester linoleic acid, p-vinyl guayacol, squalene and stereoisomer of phytol). In the most polar fraction of the methanolic extract of leaves there was observed a precipitate, which was identified by nuclear magnetic resonance like d-pinitol. On having found it in leaf, it was looked in the methanolic extract of callous. The present majority compounds in buganvillia were d-pinitol and a miscellany of fatty acid. The biological effect of the methanolic extract of leaves, callus and the compound majority d-pinitol (K) and miscellany the fatty acid (C) the methanolic extract of leaves presented insecticidal action, with the first two larval stages most susceptible. In the methanolic extract of leaves to 250 and 125 ppm observed 85% of mortality in leaves, the formed XI pupae (15%) had abnormalities. In the methanolic extract of callus a 750 ppm provoked 90% of mortality of larvae. As for the majority compounds the d-pinitol to 75 ppm provoked to 100% of mortality in larvae; the miscellany of fatty acid to 75 ppm provoked 85% of mortality. In none treatments there was adult´s emergency. Whit the obtained results it is possible to conclude that the buganvillia variety Variegata can be used as an bioinsecticide due to the compounds that it presents, mainly compound insecticide effect in larvae of the second stadium of fall armyworm of d-pinitol as the insecticidal. 1 I. INTRODUCCIÓN La Bougainvillea glabra Choisy (buganvilia) es una especie a la que se le han atribuido propiedades medicinales e insecticida, atributos que se deben a los compuestos presentes en la planta, se han identificado en general grupos como: alcaloides, saponinas, flavonoides, taninos, compuestos fenólicos y betacianinas. El uso más generalizado de esta planta es ornamental, siendo el estado de Morelos uno de los principales productores, la buganvilia ocupa el 4° lugar de producción en él estado. Existe una amplia gama de variedades para esta especie, en donde el costo está relacionado con la dificultad de la reproducción. Las variedades se distinguen por el color y forma de las brácteas y hojas, atributo que puede estar relacionado con la composición química. En la literatura hay reportes de la fitoquímica de esta especie; sin embargo, no indican la variedad. Así como se carece de información sobre las variedades, tampoco hay información suficiente sobre los compuestos que le confieren la actividad medicinal y/o insecticida. En observaciones realizadas en invernadero bajo las mismas condiciones de manejo con diferentes variedades de buganvilia, se observó que no todas las variedades son atacadas por los mismos insectos, esto dio pauta para iniciar el estudio de los compuestos presentes en la planta que no era atacada. Se procedió al cultivo in vitro de la planta para obtener callo y al cultivo a la intemperie de la variedad Variegata; por lo que el objetivo de este trabajo fue aislar y determinar los metabolitos presentes en las hojas de plantas cultivadas ex vitro y tejido calloso cultivado in vitro de Bougainvillea glabra Choisy variedad Variegata, usando diferentes técnicas cromatográficas, espectroscópicas y espectrométricas; así como la evaluación de la actividad biológica en un insecto modelo (Spodoptera frugiperda J. E. Smith) en condiciones de laboratorio. 2 II. ANTECEDENTES 2.1 METABOLITOS BIOACTIVOS Las plantas son organismos sésiles y están sujetas a estrés debido a las condiciones ambientales cambiantes, y a que están amenazadas por el ataque de herbívoros y de agentes patógenos (Sepúlveda et al., 2003). Por lo tanto, desarrollaron mecanismos de defensa que van desde las estrategias de defensa estructural hasta las estrategias de defensa químicas (Miresmailli e Isman, 2013); algunos de estos mecanismos son modificaciones en la textura de la hoja, la producción de compuestos orgánicos como ceras (Schoonhoven et al., 2005) y metabolitos secundario (Hartmman, 2007). En el metabolismo primario de las plantas, se sintetizan compuestos esenciales y de presencia generalizada en todas las especies vegetales. Sin embargo, la variación cuantitativa y cualitativa de estos compuestos puede tener efectos sobre insectos (Schoonhoven et al., 2005). Los productos finales del metabolismo secundario; como los alcaloides, aminoácidos no proteínico, esteroides, fenoles, taninos y terpenos; tienen diferentes funciones biológicas, dentro de las que destaca la actividad contra el ataque y proliferación de insectos evitando ser consumidas por herbívoros (Vázquez et al., 2007). 2.1.1 Metabolitos con actividad biológica contra insectos Los aldehídos y cetonas son grupos químicos, cuyo grupo funcional carbonilo es el responsable de su actividad insecticida, por ejemplo el propanal, 2-pentenal y 2- metil-2-butenal han mostrado actividad insecticida, eliminando el 100% de los áfidos que atacan a los granos (Hammond et al., 2000). Otros compuestos con actividad insecticida son los ácidos grasos como el linoleico, linolénico, oleico y palmítico. Ramos et al. (2012) estudiaron la actividad de los ácidos grasos de Ricinus comunis sobre Spodoptera frugiperda S. y observaron que los ácidos linolénico y linoleico presentaron actividad insectistática e insecticida. 3 Pérez et al. (2011) evaluaron los efectos del extracto de cloroformo de Carica papaya sobre Spodoptera frugiperda S., y observaron que los ácidos grasos como el palmítico, oleico y esteárico presentaron actividad insectistática e insecticida. Kannathasan et al. (2008) identificaron que los ácidos grasos ésterificados de diferentes especies de Vitex presentaron un alta actividad larvicida sobre el mosquito Culex quinquefasciatus. Otro compuesto del que se ha estudiado su actividad biológica contra insectos es el d-pinitol; Chaubal et al. (2005) lo aislaron de Acacia nilotica y observaron una toxicidad crónica en larvas del 4° instar de Aedes aegypti y Culex quinquefasciatus hasta después de las 96 horas de exposición. Mientras que Reese et al. (1982) reportaron que reduce el crecimiento en un 41.8% de larvas de Heliotis zea, y Dreyer et al. (1979) que causo una reducción del peso del 50% en larvas. Los metabolitos secundarios (MS) de diferentes plantas presentan actividad insecticida (Diwakar et al., 2014). Los terpenos, son un grupo de metabolitos que actúan como: repelente de insectos, por ejemplo la citronela (monoterpeno); como venenos del sistema nervioso de insectos por ejemplo las piretrinas (monoterpeno) y la azadiractina (triterpenos) (Vázquez et al., 2007); como inhibidores del desarrollo de las larvas de varios insectos, por ejemplo el rianodin (diterpeno) y el ácido kaurenoico (Valencia, 1995). Los alcaloides son otro grupo de MS utilizados para el control de insectos, por su efecto tóxico en neurotransmisores, como por ejemplo la nicotina, la berberina y la palmatina (Sepúlveda et al., 2003). Los compuestos fenólicos del tipo de los flavonoides como la rotenona, modulan la ingestión y el desarrollo de la oviposición en los insectos (Vivanco et al., 2005). Entre los MS aislados, usados con fines insecticidas se encuentra la rotenona, un isoflavonoide encontrado en varios géneros de leguminosas tropicales como Derris sp (Papillonionaceae), Antonia sp (Loganiaceae)y Lonchocarpus sp (Fabaceae) (Luitgards et al., 2002), el cual funciona como un insecticida de contacto e ingestión y repelente; su modo de acción implica una inhibición del transporte de electrones a 4 nivel de mitocondrias, bloqueando de esta forma la fosforilación del ADP a ATP, por esto actúa inhibiendo el metabolismo del insecto; los síntomas que presentan los insectos intoxicados con rotenona son: disminución del consumo de oxígeno y depresión en la respiración (Silva et al., 2002). Otro ejemplo es la azadiractina, un triterpeno característico de la familia Meliaceae especialmente del árbol de nim (Azadirachta indica A. Juss.); tiene propiedades antialimentaria, reguladora del crecimiento, inhibidora de la oviposición y causa esterilidad en los insectos debido a que altera la concentración de los ecdisteroides (hormonas que regulan la muda) y la hormona juvenil (Celis et al., 2008). 2.1.2. Efecto biológico de metabolitos en insectos La investigación básica sobre la ecología química de los insectos, ha demostrado que la actividad de los metabolitos es variada, y que muchos de ellos poseen actividad biológica sobre estos, alterando su alimentación (disuasivo o antialimentario), reproducción (inhibiendo la oviposición, desarrollo de las larvas) o comportamiento (Mareggiani, 2001). Un insecticida es aquella sustancia que ejerce su acción biocida debido a la naturaleza de su estructura química (Silva et al., 2002). El ser humano se ha visto beneficiado de esta propiedad que presentan las plantas, y las han utilizado como control biológico contra insectos que son plaga (Miresmailli e Isman, 2013). La mayoría de las especies de plantas que se utilizan en la protección vegetal, exhiben un efecto insectistático, es decir que inhiben el desarrollo y comportamiento normal de los insectos, actuando como: inhibidores de crecimiento y desarrollo, ésterilizantes, inhibiendo la alimentación, repelentes, en lugar de matarlos directamente (Silva et al., 2002). 5 Reguladores de crecimiento: Este efecto se puede manifestar de diferentes formas, moléculas que (1) inhiben la metamorfosis, (2) producen metamorfosis prematura, y (3) que no permiten que se completen las mudas (Vázquez et al., 2007). Inhibidores de la alimentación: Un inhibidor de la alimentación es aquel compuesto, que después de ser probado por el insecto, provoca que este deje de comer y muera por inanición (Vázquez et al., 2007). Repelentes: Ésta actividad la desarrollan básicamente los compuestos que ejercen efectos irritantes en los organismos que intentan atacar a la planta (Silva et al., 2002). 2.1.3 Métodos de extracción de metabolitos La obtención de metabolitos de interés a partir de materia prima vegetal comprende un proceso de molienda, extracción, concentración, separación, purificación e identificación. Una vez que se tiene la materia prima vegetal esta se seca y se muele para disminuir el tamaño de partícula. Antes de empezar el proceso de extracción se debe elegir el disolvente a usar, este va a depender de si se quiere extraer la mayoría de los constituyentes químicos o solo una parte. Para el primer caso se usa un disolvente polar como el etanol o metanol, en el segundo caso se emplea un disolvente selectivo, por ejemplo el hexano para extraer grasas y compuestos no polares. Los procesos de extracción varían en función de la naturaleza de la materia prima y del disolvente; y se dividen en: 1) procesos que dan como resultado un equilibrio de la concentración entre el soluto y el disuelto y 2) procesos que agotan completamente el compuesto (Sharapin, 2000). Percolación: método de extracción el cual consiste en hacer pasar el disolvente a través de la materia prima vegetal, hasta su extracción exhaustiva completa usando un percolador. Este método comprende una etapa preliminar de humedecimiento de la muestra fuera del cuerpo de percolador (Sharapin, 2000). 6 Extracción en contra corriente: en este método de extracción, el disolvente fluye en sentido contrario a la dirección de la materia prima, se recomienda para la extracción de aceites grasos (Sharapin, 2000). Maceración: es el método en el cual la materia prima se pone en contacto con el disolvente durante varios días, se agita y se deja reposar; después se filtra y se recupera el disolvente por medio de un rotaevaporador (Sharapin, 2000). 2.1.4 Métodos de separación e identificación de metabolitos De acuerdo a Skoog et al. (2001), la cromatografía es una técnica que permite la separación de los componentes de una mezcla debido a la influencia de dos efectos contrapuestos: a) Retención. Efecto producido sobre los componentes de la mezcla por una fase estacionaria, que puede ser un sólido o un líquido anclado a un soporte sólido. b) Desplazamiento. Efecto ejercido sobre los componentes de la mezcla por una fase móvil, que puede ser un líquido o un gas. El fenómeno de migración de los componentes de una mezcla a lo largo de la fase estacionaria, impulsados por la fase móvil, recibe el nombre de elución. Dependiendo de la naturaleza de la fase estacionaria y de la fase móvil se pueden distinguir distintos tipos de cromatografía a. Cromatografía sólido-líquido. La fase estacionaria es un sólido y la móvil un líquido. b. Cromatografía líquido-líquido. La fase estacionaria es un líquido anclado a un soporte sólido y la móvil un líquido. c. Cromatografía líquido-gas. La fase estacionaria es un líquido no volátil impregnado en un sólido y la fase móvil es un gas. d. Cromatografía sólido-gas. La fase estacionaria es un sólido y la móvil un gas. 7 Según el tipo de interacción que se establece entre los componentes de la mezcla y la fase móvil y estacionaria podemos distinguir entre: a. Cromatografía de adsorción. La fase estacionaria es un sólido polar capaz de adsorber a los componentes de la mezcla mediante interacciones de tipo polar. b. Cromatografía de partición. La separación se basa en las diferencias de solubilidad de los componentes de la mezcla en las fases estacionaria y móvil, ambas fases son líquidas. c. Cromatografía de intercambio iónico. La fase estacionaria es un sólido que lleva anclados grupos funcionales ionizables cuya carga se puede intercambiar por aquellos iones presentes en la fase móvil. El método más utilizado para la separación de compuestos orgánicos a escala preparativa es la cromatografía en columna. En donde la fase estacionaria se deposita en el interior de una columna de vidrio que termina con una placa porosa que impide su paso y en un estrechamiento con una llave. La mezcla se deposita sobre la parte superior de la fase estacionaria, mientras que la fase móvil atraviesa el sistema. Los compuestos van saliendo por separado de la columna y se recogen en fracciones, los más polares quedan retenidos y para que salgan, generalmente es necesario aumentar la polaridad del disolvente. El tiempo necesario para eluir un compuesto de la columna se llama tiempo de retención (Skoog et al., 2001). Las variables que más influyen en la eficacia de la separación en cromatografía de columna y utilizando gel de sílice como adsorbente son: a) Diámetro de la columna y cantidad de gel de sílice. La altura del adsorbente está relacionada con la diferencia del factor de retención (Rf) de los componentes de la mezcla. El diámetro de la columna con la cantidad de producto a separar. Y b) Elección del disolvente. El disolvente tiene que conducir a una buena separación de los componentes de la mezcla en capa fina, utilizándose en muchos casos mezclas de disolventes y se realiza una elución en gradiente. 8 La cromatografía en capa fina se basa en la preparación de una capa, uniforme de un absorbente mantenido sobre una placa, la cual puede ser de vidrio, aluminio u otro soporte.La fase móvil es líquida y la fase estacionaria consiste en un sólido. La fase estacionaria será un componente polar y el eluyente será por lo general menos polar que la fase estacionaria, de forma que los componentes que se desplacen con mayor velocidad serán los menos polares (Skoog et al., 2001). La cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM) se basa en la separación de compuestos volátiles dependiendo de sus puntos de ebullición. Al llegar al detector, las moléculas del compuesto son bombardeadas por electrones, rompiendo enlaces (en ocasiones no necesariamente) y formando fragmentos más estables; estas moléculas deben ser primero ionizadas para ser atraídas (o repelidas), por un apropiado campo magnético o eléctrico. Después de la ionización, las partículas cargadas son repelidas y atraídas por lentes cargados en el analizador de masa. Aquí las especies iónicas son separadas por su razón masa- carga (m/z). El espectro de masas es simplemente un plano de la abundancia de los iones en función de su m/z. Bajo condiciones controladas, la proporción de abundancia y m/z específicas que presentan las especies, son únicos para cada compuesto y son utilizados para determinar el peso molecular y la estructura química de cada compuesto (Skoog et al., 2001). La resonancia magnética nuclear (RMN) es una técnica espectroscópica de análisis no destructivo, basada en las propiedades magnéticas de la materia y aplicada a cualquier sustancia química en estado líquido o sólido que contenga núcleos con espines nucleares, y en la absorción de energía por cambio del espín nuclear de átomos sometidos a un campo magnético externo. Los desplazamientos químicos de las señales de RMN dan información acerca de la naturaleza de hidrógenos y carbonos. Por la integración de las señales y el acoplamiento del espín–espín (multiplicidad de la señal y magnitud de la constante de acoplamiento) que se observa en el espectro de protones, se deduce el número de hidrógenos, 9 mientras que el número de señales en el espectro de carbono indica el número de carbonos presentes en la estructura (Marcano y Hasegawa, 2002). 2.1.5 Cultivo in vitro para la obtención de metabolitos Las plantas producen una gran variedad de metabolitos de interés para el hombre, y se encuentran solo en algunas plantas y su obtención se puede hacer incosteable (Rodríguez y Galindo, 2003). Debido a esto el cultivo de células vegetales es una alternativa biotecnológica para la producción de metabolitos, y se basa en el principio de totipotencialidad, que establece que a partir de cualquier célula de una planta es posible regenerar un individuo completo (Trejo y Rodríguez, 2007). Las principales ventajas del cultivo in vitro sobre el cultivo convencional de plantas son: se pueden obtener metabolitos de interés en condiciones controladas independientemente de factores ambientales bióticos y abióticos así como obtener un incremento considerable en el rendimiento de los metabolitos específicos (Pérez y Jiménez, 2011); sin embargo, la productividad de los sistemas in vitro puede ser menor a la obtenida de plantas (Trejo y Rodíguez, 2007). 10 2.2 GENERALIDADES DE Bougainvillea glabra CHOISY La buganvilia forma parte del género Bougainvillea, el cual incluye 18 especies y pertenece a la familia Nyctaginaceae (Martínez, 1997). El nombre del género se da en honor a Louis Antoine de Bougainville, navegante y comandante militar francés quien tomó nota de la planta por primera vez en 1768, y la llevó a Europa desde Brasil y la popularizó rápidamente (Kobayashi et al., 2007). Es una planta de uso ornamental que presenta un gran número de variedades, que se diferencian principalmente por el color y la forma de las brácteas (hojas modificadas), como de las hojas (Cabrera et al., 2006). 2.2.1 Taxonomía, distribución, usos Clasificación botánica Reino: Vegetal. División: Magnoliophyta Clase: Magnoliopsida Subclase: Cariophyllidae Orden: Caryophyllales Familia: Nyctaginaceae (Nictagináceas) Género: Bougainvillea Especie: Bougainvillea glabra Choisy Nombres comunes: buganvilla, bugambilias, Santa Rita, veranera, Trinitaria, flor de papel, buganvilia, camelina (Cabrera et al., 2006). La especie Bougainvillea glabra Choisy (Figura 1) fue identificada por primera vez por el botánico suizo Jacques Denys Choisy en 1850. Son nativas de las regiones tropicales y subtropicales de América del Sur (Brasil y Perú); se distribuye en climas cálidos, semicálidos y templados (Chittendon, 2001). 11 Esta planta habita en la selva tropical y se adapta bien a todos los climas, es un arbusto sarmentoso, trepador, muy vigoroso, puede formar árboles de hojas alternadas, perennes de color verde. El tallo es cilíndrico y fibroso, largo, grueso, en su maduración alcanza un diámetro de 5 cm o más, es caulinar cuando la planta es joven y leñoso cuando es maduro, llega a alcanzar una longitud de 20 m de altura (Evangelista et al., 2005). Los nudos son cortos, se alternan uno corto y uno largo. Los brotes laterales se desarrollan en nudos interiores, produciendo brotes laterales adicionales (Kobayashi et al., 2007). Esta especie cuenta con distintas variedades, entre las que se encuentran: la morada, la sorpresa (brácteas bicolores), la dorada, la blanca y la Variegata, entre otras (Cabrera et al., 2006). Su principal uso es ornamental; en la medicina tradicional se usa principalmente en casos de afecciones respiratorias (Cabrera et al, 2006); también ha sido reportado su uso contra desordenes estomacales, como la acidez estomacal (Gupta et al., 2009) y como tratamiento para la diabetes (Adebayo et al., 2009). Se ha reportado que: el extracto de las flores exhibe actividad antiproliferativa de varias líneas celulares de cáncer; actividad antioxidante y antidiabética (Kaisoon et Figura 1. Diferentes variedades de Bougainvillea glabra Choise 12 al., 2011); el extracto metanólico de hojas presenta actividad antihelmíntica (Eswaraiah et al., 2012); antibacterial (Enciso et al., 2012). El extracto acuoso de hojas presenta actividad antidiabética (Adebayo et al., 2009); el extracto acetónico, etanólico y acuoso de hojas exhibe actividad antidiarreica, antiulcerosa y antimicrobiana (Edwin et al., 2007); el extracto metanólico de hojas muestra actividad analgésica, antipirética y antiinflamatoria (Elumalai et al., 2012); también se ha reportado que presenta actividad insecticida (Srivastava y Guleria, 2003; Haq et al., 2005), en ninguno de estos trabajos se indica la variedad solo la especie. 2.2.2 Bougainvillea glabra Choisy var. Variegata La buganvilia de la variedad Variegata (Figura 2), se considera de alto impacto económico por lo vistoso de sus hojas, las cuales son de color verde opaco con el contorno blanco lechoso, entrenudos cortos, las flores son hermafroditas, la corola y los estambres se insertan debajo del ovario, son poco vistosas y el atractivo les viene dado por las brácteas de vivos colores, están formadas por tres brácteas que abrazan a las flores que son tubos rojizo naranja; esta planta se propaga por estaca de madera dura, también puede ser propagada por microesqueje in vitro (Evangelista et al., 2005). Figura 2. Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata 13 2.2.3. Compuestos presentes en Bougainvillea glabra Choisy En B. glabra se ha reportado la presencia de compuestos (Cuadro 1) como: alcaloides, saponinas y flavonoides (Adebayo et al., 2009; Perales y Leysa, 2012; Sahu y Saxena, 2012; 2013); betacianinas (Sussane et al., 1999); taninos y compuestos fenólicos (Gupta et al., 2009); azúcares reducidos y glicósidos cardiotónicos (Perales y Leysa, 2012); terpenoides y fenoles (Rani et al., 2012). Cuadro 1. Compuestos reportados en Bougainvillea glabra Metabolito secundarioActividad Referencia Alcaloides Flavonoides Saponinas Glicósidos cardiotónicos Ésteroides Compuestos fenólicos Taninos Antroquinonas Fenoles Terpenoides Betacianinas Antidiabético Antilipidémico Antibacterial Antimicrobial Antioxidante Antioxidante Antioxidante Antioxidantes Adebayo et al., 2009 Gupta et al., 2009 Escobar et al., 2010 Joshny et al., 2012 Perales y Leysa, 2012 Rani et al., 2012 Sahu y Saxena, 2012 Tomar y Sisodia, 2013 Rani et al., 2012) Rani et al., 2012 Sussane et al., 1999 Son pocos los trabajos en donde se reporta la identificación de metabolitos secundarios presentes en B. glabra y en ninguno de ellos se hace referencia a la variedad. Sahu y Saxena (2014), usando técnicas de cromatografía en columna y de capa fina, aislaron un flavonoide en el extracto metanólico de las brácteas de Bougainvillea glabra y lo identificaron usando técnicas de resonancia magnética nuclear (RMN1H, RMN13C) y espectroscopia ultravioleta (UV) como quercetina-3-O-α-L-ramnopiranosil- (1-6)-β-D-glucopiranósido (Figura 3 A). 14 Hussein (2014), aisló e identifico cinco flavonoides conocidos del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra (Figura 3): vitexina (C), isovitexina (D), crisoeriol (E), apigenina (F) y luteolina (G); e identificó un nuevo flavonoide: luteolina-7-O-[2''-O- (5'''-O-feruloil)-β-D-apiofuranosil]-β-D-glucopiranósido (B). En el trabajo realizado por Mariajancyrani et al. (2013), con hojas de B. glabra, aislaron a partir de la parte soluble de acetato de etilo por cromatografía de columna un terpeno, lo caracterizaron por medio de estudios espectroscópicos (IR, NMR, EI- MS, ESI-MS (modo negativo)); el compuesto dio positivo a la prueba de Lieberman- Burchard para triterpenos y fue identificado como el acetato de ácido oleananoico (Figura 3 H). Rani et al. (2012), indicaron que en las hojas de B. glabra se encuentran presentes: taninos, flavonoides, saponinas, ésteroides, terpenoides y glicósidos cardiotónicos. El estudio de cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (CG–EM), mostró la presencia de compuestos químicos como: fitol, escualeno, 3-O-metil-d- glucosa, ácido tetradecanoico etil éster, ácido 9,12,15-octadecatrienoico, ácido hexanodioico bis (2-etilheil) éster, ácido 1,2-bencenodicarboxilico diicooctyl éster y vitamina E. Kaisoon et al. (2011) reportaron que B. glabra tiene capacidad antioxidante, un contenido total de fenoles de 138.2±6.4 mg GA E/gDW. El extracto polifenólico de las brácteas mostró actividad antiproliferativa de varias líneas celulares de cáncer, en el extracto etanólico de las brácteas detectaron la presencia de ácidos fenólicos, mientras que en el extracto hidrofílico liofilizado se detectaron varios flavonoides (Cuadro 2). Martínez (1997) caracterizó en B. glabra los siguientes compuestos: beta-sitoésterol (Figura 3 J), glucosa, ramnosa, glicina y ácido aspártico. 15 Figura 3. Compuestos identificados en Bougainvillea glabra Choise. A. quercetina-3-O-α-L- ramnopiranosil-(1-6)-β-D-glucopiranosido (Sahu y Saxena, 2014); B. luteolina-7-O-[2''-O-(5'''- O-feruloil)- β-D-apiofuranosil]- β-D-glucopiranosido, C. vitexina, D. isovitexina, E. crisoeriol, F. apigenina, G. luteolina (Hussein, 2014); H. acetato de ácido oleananoico (Mariajancyrani et al,. 2013). I. Betacianina (Napoleon, 2013); J. Betasitoésterol (Martínez, 1997). K. ácido p- cumarico, L. ácido sináptico (Kaisoon et al., 2011). A B H G F C D E I K L J 16 Cuadro 2. Metabolitos secundarios identificados en Bougainvillea glabra Choisy Grupo Metabolito Secundario Actividad potencial Referencia Flavonoides Quercetina-3-O-α-L-ramnopiranosil- (1-6)-β-D-glucopiranósido Antioxidante Sahu y Saxena, 2014 Vitexina Isovitexina Crisoeriol Apigenina Luteolina Luteolina-7-O-[2''-O-(5'''-O-feruloil)- β-D-apiofuranosil]- β-D- glucopiranósido Hussein, 2014 Rutina Miricetina Quercetina Apigenina Kenferol Kaisoon et. al., 2011 Ácidos fenólicos Ácido gálico Ácido protocatecuico Ácido p-hidroxibenzoico Ácido clorogénico Ácido vanílico Ácido cafeico Ácido siríngico Ácido p-cumárico Ácido ferúlico Ácido sinápico 2.2.4 Efecto biológico de Bougainvillea glabra Choisy en insectos Kaldas et al. (2014) estudiaron el efecto de B. glabra sobre el desarrollo de Phlebotomus papatasi (Diptera: Psychodidae), vector de la leichmaniasis de Egipto, y reportaron que provocó la muerte del 16.52% de hembras y 24.46% de machos reduciendo el tiempo del ciclo de vida. Kalirajan et al. (2012) reportaron en su trabajo realizado en la India, que el extracto acuoso de las brácteas de B. glabra a una concentración de 100% provocó la muerte del 80% del gorgojo del arroz Shitophilus oryzae (Coleoptera: Curculionidae); 17 mientras que a una concentración de 40% y 50% provocó el 25% y 60% de mortalidad, respectivamente. Sharma y Singh (2008) reportaron que B. glabra, es tóxica para los adultos de los jejenes Phlebotomus argentipes (Diptera: Psychodidae) vector de la leichmaniasis. Medeiros et al. (2005) indicaron que el extracto acuoso de B. glabra posee un 95% de efecto disuasivo en la oviposición de Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae) sobre hojas de col (Brassica oleracea var. Acephala). Haq et al. (2005) estudiaron el efecto de varias plantas contra Tribolium castaneum (Coleoptera: Tenebrionidae) insecto que afecta el grano almacenado, reportaron que las hojas frescas de B. glabra ayuda en el control de la infestación del insecto en un 36 %. En el trabajo realizado por Srivastava y Guleria (2003) se evaluó el efecto biológico de diferentes plantas sobre el áfido de mostaza Lipaphis erysimi (Hemiptera: Aphididae) reportaron que B. glabra muestra actividad insecticida, provocando el 10% de mortalidad. 18 2.3. GUSANO COGOLLERO El modelo considerado en este estudio para evaluar el efecto biológico de compuestos bioactivos provenientes de B. glabra es el gusano cogollero, por lo tanto se presentan algunos datos sobre su biología. 2.3.1 Biología de Spodoptera frugiperda S. El gusano cogollero es la larva de la mariposa nocturna Spodoptera frugiperda J. E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae); son insectos holometábolos (tiene una metamorfosis completa), presenta cuatro estadios biológicos: huevo, larva, pupa y adulto (Figura 4). Los huevos eclosionan en tres o cinco días; las larvas al nacer se alimentan de un área foliar reducida pero en los días siguientes se distribuyen a plantas vecinas, estableciéndose en el cogollo (parte interior, tierna de una planta); tienen hábitos caníbales, por lo que a partir del tercer periodo sólo se observa una larva por cogollo; este estadio se desarrolla en un rango de 14 a 21 días, dependiendo de la temperatura (García et al., 2012). La etapa de pupa se desarrolla en el suelo y el insecto está en reposo de 8 a 13 días, después emerge el adulto o mariposa (Negrete y Morales, 2003) (Cuadro 3). Cuadro 3. Duración de los diferentes estadios biológicos de Spodoptera frugiperda J. E. Smith en relación a la temperatura en condiciones de laboratorio (Negrete y Morales, 2003) Temperatura °C Días promedio Huevo Larva Pupa Adulto 34.9 ----- 13.9 5.9 4.7 29.5 2.0 14.9 7.1 9.4 19.9 6.7 39.4 18.9 15.7 19 Los huevos son de color blanco perla, cubiertos con escamas formando una cúpula para su protección (García et al., 2012). Miden aproximadamente 0.4 mm de diámetro y 0.3 mm de altura. El número de huevos por masa varía entre 100 a 200, y la producción total por hembra es en promedio cerca de 1500 con un máximo de 2000 huevos. Estos son colocados por las hembras sobre las hojas situadas, preferentemente, en la parte media de la planta, en el envésde la hoja y hacia la parte inferior de la misma (Capinera, 1999). Las larvas pasan por 6 estadios de mudas que duran de 14 a 28 días; en el primer estadio miden de 2 a 3 mm y la cabeza es negra completamente, en el segundo estadio miden de 4 a 10 mm y la cabeza es color caramelo claro; las larvas pueden alcanzar hasta 35 mm en su último estadio. A partir del tercer estadio se introducen en el cogollo de la planta (Negrete y Morales, 2003). Su color varía según el alimento, las larvas jóvenes son de color verde-amarillo con bandas longitudinales de tonos claros y con la cabeza oscura, las larvas grandes son de color café oscuro Figura 4. Ciclo de vida de Spodoptera frugiperda Smith (Negrete y Morales, 2003) Huevo (2 – 5 días) Larvas (14 – 25 días) Pupa (6 – 19 días) Adultos (5 – 16 días) 20 grisáceo, con tres rayas pálidas estrechas y longitudinales; en el dorso se distingue una banda negruzca más ancha hacia el costado y otra parecida pero amarillenta más abajo, en la cabeza presentan líneas que forman una “Y” blanca e invertida, y en el último segmento abdominal presenta cuatro puntos negros en forma de trapecio (García et al., 2012). Una vez que la larva ha alcanzado el sexto estadio, deja de alimentarse, disminuye su movilidad y migran al suelo a una profundidad de entre 2 y 8 cm, donde se transforman a pupa la cual es de color café y mide de 14 a 18 mm de largo y 4.5 mm de ancho (Capinera, 1999); la es obtecta (los esbozos de patas, alas y otros apéndices, se encuentran cubiertos por el tegumento, quedando así fuertemente adheridos al cuerpo en toda su extensión y con la mayoría de los segmentos abdominales inmóviles) y no posee capullo de seda (Urretabizkaya et al., 2010). Esta etapa va de ocho a nueve días durante el verano, después de 7 a 10 días aparece el adulto (Capinera, 1999). En el estadio de adulto, presentan dimorfismo sexual, las alas delanteras de los machos son de color gris-café, con manchas triangulares o irregulares en la punta de color blanco y las traseras son blancas, mientras que en las hembras las alas delanteras están menos marcadas. El cuerpo mide alrededor de 18 mm de longitud y 32 a 40 mm de extensión alar, vuelan con facilidad durante la noche, siendo atraídas por la luz (Capinera, 1999). 2.3.2 Daños en cultivos ocasionados por Spodoptera frugiperda Smith El gusano cogollero es considerado como una de las plagas más importantes del maíz en las regiones tropicales y subtropicales de América. Además del maíz este insecto puede afectar otras gramíneas como sorgo (Sorghum spp), arroz (Oryza sativa), pastos, algunas leguminosas como frijol (Phaseolus vulgaris), soya (Glicine max) y cacahuate (Arachis hypogaea) y cultivos hortícolas como papa (Solanum tuberosum), cebolla (Allium cepa), pepino (Cucumis sativus), col (Brassica oleracea) y camote (lpomoea batatas) (García y Tarango, 2009). 21 La larva en los primeros dos estadios consume el tejido foliar por un lado y hace raspaduras sobre la parte tierna de las hojas dejando manchas translucidas, y sin daño a la capa epidérmica del haz de la hoja; a partir del tercer estadio consume la lámina foliar dejando perforaciones en forma de hilera, luego migra hacia el cogollo (Capinera, 1999); el mayor daño lo realiza en los últimos estadios, ya que se alimenta de las hojas enrolladas del cogollo, al desplegarse las hojas muestran una hilera regular de perforaciones a través de la lámina foliar o bien áreas alargadas comidas, en esta fase es característico observar las excretas de la larva en forma de aserrín (Negrete y Morales, 2003), este daño debilita y quiebra las hojas perdiendo su parte distal, también ocasionan una defoliación completa dejando solo las nervadura o tallo de la planta (Alonso, 1991) (Figura 5). Figura 5. Daño ocasionado por larvas de Spodoptera frugiperda Smith en maiz (Negrete y Morales, 2003). A. Daño inicial en hojas; B. Daño en el cogollo; C.Excretas de larva en 5º estadio. A C A B A 22 III. JUSTIFICACIÓN Las buganvilias son plantas ampliamente cultivadas para uso ornamental y tienen disponibilidad a lo largo del año. Se les puede encontrar como cerca viva y como planta ornamental en muchos jardines públicos y privados. Etnobotánicamente se le atribuyen propiedades medicinales, también se han reportado estudios puntuales sobre su actividad biológica: antihelmíntica, antibacterial, antidiabética, antidiarreica, antiulcerosa; antimicrobiana, analgésica, antipirética, antiinflamatoria así como insecticida. En estos reportes se mencionan los datos de la especie pero no la variedad que fue estudiada. Además de que se han identificado en general los grupos de compuestos naturales que presenta, no se ha reportado la identidad de los compuestos que les confieren la actividad biológica. En observaciones realizadas en invernadero bajo las mismas condiciones de manejo con diferentes variedades de buganvilia, se observó que no todas las variedades son atacadas por los mismos insectos. Los insectos plaga tienen la tendencia de alimentarse principalmente de las hojas por lo cual las plantas se ven obligadas a producir metabolitos de defensa. Esto dio pauta para iniciar el estudio de los metabolitos presentes en las hojas de la variedad que no era atacada. Y debido a que existe la posibilidad de que plantas cultivadas in vitro sinteticen algunos metabolitos de defensa. Por ello en este trabajo, se propuso identificar los compuestos mayoritarios presentes en hojas y tejido calloso de Bougainvillea glabra Choisy variedad Variegata y estudiar su efecto biológico en un insecto modelo como es el gusano cogollero. IV. HIPOTESIS La Bougainvillea glabra Choisy variedad Variegata contiene metabolitos que la protegen del ataque de insectos; y estos compuestos en su mayoría son similares en las hojas y el tejido calloso. 23 V. OBJETIVOS 5.1 Objetivo general Identificar los metabolitos mayoritarios presentes en los extractos metanólicos de hojas y tejido calloso de Bougainvillea glabra Choisy variedad Variegata mediante técnicas espectroscópicas y espectrométricas, así como evaluar su efecto biológico sobre Spodoptera frugiperda Smith. 5.2 Objetivos específicos Aislar e identificar los compuestos mayoritarios de los extractos metanólicos de hojas y tejido calloso. Evaluar el efecto de los extractos metanólicos de hojas y tejido calloso de Bougainvillea glabra Choisy variedad Variegata y de sus compuestos mayoritarios, sobre el gusano cogollero (Spodoptera frugiperda S.) a nivel de laboratorio. 24 VI. MATERIALES Y MÉTODOS En la figura 6 se muestra el diagrama general de trabajo para la obtención de los metabolitos mayoritarios, y evaluación de su actividad. Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata Cultivo In vitro en medio semisólido MS Hojas de plantas sin flores Callo Secado en secador “tipo invernadero” Macerado en metanol Extracto metanólico Identificación de compuestos por CG-EM y RMN Bioensayos en laboratorio Figura 6. Diagrama general de trabajo Liofilizado 25 6.1 ÁREA DE ESTUDIO El trabajo se llevó acabo en los laboratorios de Cultivo de células vegetales, Propagación ex vitro y Entomología del CEPROBI-IPN y en los laboratorios 6 y 10 de Química de productos naturales del CIQ-UAEM. 6.2 OBTENCIÓN DE MATERIA PRIMA Hojas Las hojas se recolectaron de plantas sin flores propagadas en el laboratorio de cultivo ex vitro del CEPROBI, ubicado a orillas del río Yautepec en la colonia San Isidro, Yautepec, Morelos, México, a 19º 10‟ latitud Norte y 99º 05‟ longitud Oeste. La colecta se realizó durante la mañana, se usaron guantes de látex, tijeras y una bolsa para poner las hojas; las tijeras se limpiaron con alcohol cada vez que se realizaba cambio de planta.Las hojas se colocaron en un secador “tipo invernadero” de 24 a 48 horas hasta quedar secas. Callo Se utilizaron 805 g de callo fresco cultivado en medio MS semisólido, proporcionado por el laboratorio de cultivo de células vegetales. El cultivo in vitro de callos se realizó a partir de microesquejes de tallo de B. glabra variedad Variegata colectada en el laboratorio de cultivo ex vitro de CEPROBI. Los callos se congelaron y liofilizaron (liofilizadora Labconco) de 8 a 10 días hasta obtener callo seco (38.85 g). Larvas de Spodoptera frugiperda S. Las larvas utilizadas fueron proporcionadas por el laboratorio de entomología del Departamento de Interacciones Planta – Insecto del CEPROBI. Los adultos se colocaron en bolsas de papel hasta la oviposición, se cortó la bolsa de papel donde se encontraban los huevos y se pusieron en una caja Petri, después de eclosionar, las larvas se pasaron a cajas Petri con dieta artificial (Anexo 1). 26 6.3 PREPARACIÓN DE LOS EXTRACTOS METANÓLICOS DE HOJA Y CALLO Extracto de hoja Se usaron 270 g de hojas secas, se colocaron en un matraz bola, de fondo plano de 5L y se agregó metanol hasta cubrir todo el material (4L), se dejó reposar a temperatura ambiente por 48 h, después de este tiempo se filtró usando papel filtro Whatman No. 2., se agregó nuevamente metanol y se siguió el mismo procedimiento dos veces más, el disolvente fue eliminado a presión reducida en un rotaevaporador marca Büchi Waterbath B-480 hasta obtener el extracto correspondiente, este se guardó en refrigeración hasta su uso (Figura 7) Extracto de Callo Se usaron 38.5 g de callo seco, se colocaron en un vaso de precipitados de 1L envuelto en papel aluminio, se agregó hexano (600 mL) hasta cubrir todo el material, el vaso de precipitado se agitó ligeramente y se dejó reposar durante 48h a temperatura ambiente, después de este tiempo, se filtró utilizando papel filtro Whatman No. 2. Se agregó nuevamente hexano y se siguió el mismo procedimiento dos veces más, después de la tercera extracción con hexano los restos vegetales se secaron y se les agregó un segundo disolvente (acetona) realizando el mismo procedimiento y esto mismo para un tercer disolvente (metanol). Los disolventes de cada una de las extracciones fueron eliminados a presión reducida con la ayuda de un rotaevaporador marca Büchi Waterbath B-480, y se guardaron en refrigeración hasta su uso (Figura 7). 27 6.4 AISLAMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS MAYORITARIOS 6.4.1 Aislamiento e identificación de los metabolitos del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choisy var. Variegata Los 36.3 g de extracto metanólico de buganvilia se adsorbieron en 34 g de sílice flash y se colocaron en una columna de vidrio vertical de 5 cm de diámetro empacada con 30 cm de la misma sílice; se utilizó un gradiente de elución de n- hexano:acetona (100:0 a 50:50), acetona (100:0) y metanol (100:0), (Cuadro 4), colectando 161 fracciones de 150 mL cada una. Para la cromatografía en capa fina se usaron placas de sílice gel 60 f254 marca Merck base de aluminio de 20 x 20 cm; las placas se cortaron en tiras de 4 cm de largo por 5 cm de ancho, se colocó una alícuota de la muestra en la parte inferior de la placa y esta se introdujo en una cubeta cromatográfica, de forma que sólo la parte inferior de la placa quedó sumergida en el líquido; el eluyente ascendió por capilaridad, cuando llegó a la parte Figura 7. Diagrama de flujo de la preparación de los extractos de hoja y callo de Bougainvillea glabra Choise variedad Variegata. 28 superior de la placa, se sacó de la cubeta, se secó y se visualizaron las manchas correspondientes a cada componente de la mezcla con luz ultravioleta (UV254), posteriormente se revelaron usando sulfato sérico amoniacal. Se emplearon diferentes sistemas de elución (hexano:acetona y diclorometano: metanol, agua: metanol). Una vez identificadas las diferentes fracciones que contienen el mismo producto se reunieron, y se formaron 14 grupos (Cuadro 5). Se analizaron por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG–EM) los grupos: A, B, C, E y K; y por resonancia magnética nuclear (RMN) los grupos: B, I, K, M, N y los precipitados del grupo C, L y de la fracción 130. Se realizaron re-cromatografías de los grupos D, F, G, H, J, y de las aguas madres del grupo L. (Figura 8). Cuadro 4. Fraccionamiento del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choisy var. Variegata Sistema de elución en la columna Porcentaje de disolvente v / v Fracciones n – Hexano 100 1 – 18 hexano – acetona 99:1 19 – 28 hexano – acetona 95:5 29 – 49 hexano – acetona 90:10 50 – 67 hexano – acetona 85:15 68 – 86 hexano – acetona 80:20 87 – 96 hexano – acetona 70:30 97 – 110 hexano – acetona 60:40 111 – 120 hexano – acetona 50:50 121 – 131 Acetona 100 132 – 145 Metanol 100 146 – 161 29 Figura 8. Esquema del fraccionamiento del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra var. Variegata. CG-EM (cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas); AM (aguas madres); pp (precipitado); RMN (resonancia magnética nuclear); CCF (cromatografía en capa fina); RCR (re-cromatografía radial); RCC (re-cromatografía columna); RCMP (re- cromatografía en mediana presión) 30 Cuadro 5. Reuniones de las fracciones del extracto metanólico de hoja (EMH) de Bougainvillea glabra var. Variegata Cuadro 5. Reuniones de las fracciones del extracto metanólico de hoja (EMH) de Bougainvillea glabra var. Variegata Grupo Fracciones Grupo Fracciones A 1 – 8 H 97 – 101 B 9 – 11 I 102 – 118 C 12 – 52 J 119 – 131 D 53 – 55 K 132 – 145 E 56 – 60 L 146 – 150 F 61 – 82 M 151 – 155 G 83 – 96 N 156 – 161 Para el análisis de CG–EM se utilizó un Cromatógrafo de Gases marca Agilent Technology modelo 6890 plus, acoplado a un espectrómetro de masas 5973N. La biblioteca del equipo es NIST 1.7a. El modo de ionización es por Impacto Electrónico (IE) y el detector de masas es un cuadrupolo, con sistema de inyección automática. Las estructuras de los compuestos aislados, obtenidos en la separación cromatográfica de B. glabra se identificaron mediante el análisis de los experimentos de RMN, los cuales fueron obtenidos en los equipos Varian Mercury de 200 MHz y 400 MHz para hidrógeno, así como de 50 MHz y 100 MHz para carbono trece. Para la obtención de los espectros, las muestras se prepararon dependiendo de su solubilidad en cloroformo, acetona, metanol, DMSO y piridina deuterados. RE-CROMATOGRAFÍAS DE LAS FRACCIONES OBTENIDAS DEL EXTRACTO METANÓLICO DE HOJA Re-cromatografía del grupo D (53 – 55) Se hizo una re-cromatografía radial utilizando un ChromatotronTM 7924T (Anexo 2), se aplicaron 172 mg de extracto del grupo D (fracciones 53 – 55). Se utilizó un gradiente de elución de n- hexano:acetona 98:2 (100mL); 95:5 (150mL); 90:10 (150mL); 85:15 (100mL); 80:20 (100mL); 70:30 (100mL) y metanol 100% Chromatotron TM 31 (150mL). Se colectaron un total de 71 fracciones y se monitorearon por CCF eluyéndose en hexano:acetona 85:15. Se enviaron a RMN las fracciones 15, 16, 19– 23 y 32–41. Re-cromatografía del grupo F (61 – 82) Se realizó una cromatografía de mediana presión usando el equipo Büchi C-610. Se adsorbieron 370 mg de extracto en la misma cantidad de sílice flash y se colocaron en la columna empacada con la misma sílice. Se colectaron fracciones de 10 mL; se utilizó un gradiente de elución de n-hexano:acetona (100:0 a 75:25), y metanol (100:0) (Cuadro 6). Cuadro 6. Fraccionamiento de la re-cromatografía de la fracción F (61 – 82) Sistema de elución Porcentaje de disolvente % v / v Fracciones Hexano 100 1 – 25 hexano:acetona 98:2 26 – 43 hexano:acetona 95:5 44 – 54 hexano:acetona 90:10 55 – 71 hexano:acetona 85:15 72 – 94 hexano:acetona80:20 95 – 109 hexano:acetona 75:25 110 – 117 Metanol 100 118 – 130 Las fracciones se monitorearon por CCF y una vez identificadas las diferentes fracciones que contenían el mismo producto se reunieron, formándose 18 grupos (Cuadro 7), de los cuales se hicieron re-cromatografías radiales de los grupos E, H e I al Q. Equipo Büchi C-610, para cromatografía en mediana presión 32 Cuadro 7. Grupos obtenidos del fraccionamiento de la re-cromatografía radial de la fracción F (61 – 82) Grupo Fracciones Grupo Fracciones A 1 J 65 – 71 B 2 – 3 K 72 - 80 C 4 – 5 L 81 – 86 D 6 – 7 M 87 E 8 – 11 N 88 – 96 F 12 – 14 O 97 – 105 G 15 – 21 P 106 – 115 H 22 – 54 Q 116 I 55 – 64 R 117 - 130 Re-cromatografía radial grupo E-F (8 – 11) (21 mg); se utilizó un sistema de elución n-hexano:acetona, 98:2 (100 mL); 80:20 (180 mL), 70:30 (50 mL); 60:40 (50 mL); 50:50 (50 mL) y metanol (100 mL), colectándose 39 fracciones, estas se analizaron por CCF eluyéndose en hexano:acetona 70:30. Las fracciones 6 y 7 se enviaron a RMN. Re-cromatografía radial del grupo H-F (22 – 54) (22 mg), se utilizó un sistema de elución n-hexano:acetona 98:2 (100 mL); 80:20 (250 mL); 70:30 (100 mL) y metanol 100:0 (100 mL). Se colectaron 50 fracciones y se hizo CCF eluyéndose en 80:20 hexano:acetona. Se enviaron a RMN las fracciones 4,5, 10 y 11. Re-cromatografía radial grupos I-F a la Q-F (55 – 116) (124 mg), se utilizó un sistema de elución n-hexano:acetona 98:2 (100 mL); 80:20 (200 mL); 70:30 (100 mL); 50:50 (100 mL) y metanol 100:0 (150 mL), colectándose 63 fracciones, estas se analizaron con CCF eluyéndose en 80:20 hexano:acetona. Se reunieron las fracciones 6 y 7; 12 y 13; y la 19 y se enviaron a RMN. Re-cromatografía del grupo G (83 – 96) Se realizó una cromatografía radial usando el ChromatotronTM 7924T, se aplicaron 172 mg de muestra y se utilizó un sistema de elución n-hexano:acetona, 90:10 (250 mL); 85:15 (200mL); 80:20 (100 mL); 70:30 (200 mL) y metanol 100:0 (150 mL). Se 33 colectaron 86 fracciones y se analizaron por CCF, eluyéndose en un sistema hexano:acetona (80:20); y una vez identificadas las diferentes fracciones que contenían el mismo producto se reunieron y se formaron 15 grupos, el grupo A, C, H y N se enviaron a RMN. Re-cromatografía del grupo H (97 – 101) La re-cromatografía se hizo usando el ChromatotronTM 7924T, se aplicaron 68 mg de muestra y se utilizó un sistema de elución n-hexano:acetona 90:10 (150 mL); 85:15 (150 mL); 80:20 (165 mL); 75:25 (100 mL); 70:30 (100 mL); 60:40 (100 mL) y metanol 100:0 (100 mL), se colectaron 92 fracciones y se analizaron por CCF, eluyéndose en 60:40 n-hexano:acetona, una vez identificadas las diferentes fracciones que contenían el mismo producto se combinaron las fracciones y se formaron 11 grupos, el grupo H se envió a RMN. Re-cromatografía del grupo J (119 - 131) Se reunieron las fracciones 119 – 131 y se hizo una re-cromatografía en columna abierta, se usaron 1.097 g de muestra y se colocaron en una columna de 4 cm de diámetro empacada con 20 cm de sílice flash. Se colectaron 128 fracciones de 30 mL. Se utilizó un gradiente de elución de acetato de etilo:metanol (98:2 a 80:20) y metanol (100:0) (Cuadro 8). Las fracciones se analizaron por CCF y una vez identificadas las diferentes fracciones que contenían el mismo producto, se combinaron formándose 20 grupos (Cuadro 9). Se observaron precipitados en los grupos C a la S, se separaron de las aguas madres y se analizaron por CCF, se eluyeron en diclorometano:metanol (CH2Cl2: MeOH) 85:15. Cuadro 8. Fraccionamiento de la re-cromatografía de la reunión Q (119 – 131) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choisy var. Variegata Sistema de elución en la columna Porcentaje de disolvente % v / v fracciones Acetato de etilo 100 1 – 40 Acetato de etilo:metanol 98:2 41 – 59 Acetato de etilo:metanol 95:5 60 – 78 Acetato de etilo:metanol 90:10 79 – 94 Acetato de etilo:metanol 80:20 95 - 115 Metanol 100 % 116 – 128 34 Cuadro 9. Reuniones de las fracciones de la re-cromatografía de la reunión Q (119 – 131) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choisy variedad Variegata Reunión Fracciones Reunión Fracciones A 1 – 6 K 42 – 49 B 7 – 12 L 50 – 60 C 13 – 17 M 61 – 66 D 18 – 19 N 67 – 70 E 20 – 23 O 71 – 77 F 24 – 27 P 78 – 84 G 28 – 33 Q 85 – 95 H 34 R 96 – 105 I 35 – 37 S 106 – 116 J 38 – 41 T 117 – 128 Re-cromatografía de las aguas madres del grupo L (146 – 150) Se hizo una re-cromatografía de las aguas madres de la fracción L (146 – 150) en columna abierta, se usaron 3.04 g de muestra, los cuales se adsorbieron en 3 g de sílice flash y se colocaron en una columna de 5 cm de diámetro empacada con 20 cm de la misma sílice. Se colectaron 145 fracciones de 50 mL las cuales se monitorearon por CCF. Se eluyeron en diferentes sistemas (acetato de etilo:metanol y butanol:agua:metanol) y se revelaron con sulfato cérico amoniacal. Se utilizó un gradiente de elución de acetato de etilo:metanol (90:10 a 50:50) y metanol (100:0) (Cuadro 10). Se filtraron las fracciones en donde se observó precipitado y se analizaron por CCF, una vez identificadas las diferentes fracciones que contenían el mismo producto se reunieron, y se formaron 31 grupos (Cuadro 11). Se enviaron a RMN las reuniones I (precipitado y aguas madres), J (precipitado) K, R, y X. C ro m a to g ra fí a e n c o lu m n a 35 Cuadro 10. Fraccionamiento de la re-cromatografía de las aguas madres de la reunión L (146 – 150) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choisy var. Variegata Sistema de elución de la columna Porcentaje de disolvente % v / v Fracciones Acetato de etilo 100 1 – 20 AcOEt-MeOH 90:10 21 - 44 AcOEt-MeOH 85:15 45 – 59 AcOEt-MeOH 80:20 60 – 74 AcOEt-MeOH 70:30 75 – 96 AcOEt-MeOH 60:40 97 – 112 AcOEt-MeOH 50:50 113 – 131 Metanol 100 132 – 145 Cuadro 11. Reuniones de las fracciones de la re-cromatografía de las aguas madres de la reunión L (146-150) del extracto metanólico de hoja de Bougainvillea glabra Choisy var. Variegata Reunión Fracciones Reunión Fracciones A 1 – 3 Q 80 – 82 B 4 – 5 R 83 – 87 C 6 – 8 S 88 – 90 D 9 T 91 – 94 E 10 – 20 U 95 – 96 F 21 V 97 – 106 G 22 – 23 W 107 – 109 H 24 – 25 X 110 – 111 I 26 – 30 Y 112 – 116 J 31 – 41 Z 117 – 120 K 42 – 54 A´ 121 – 125 L 55 – 62 B´ 126 – 130 M 63 – 67 C´ 131 – 133 N 68 – 69 D´ 134 – 138 O 70 – 78 E´ 139 – 145 P 79 36 6.4.2 Aislamiento e identificación de los metabolitos del extracto de callo de Bougainvillea glabra Choisy var. Variegata Los extractos hexánico, acetónico y metanólico del callo fueron fraccionados por cromatografía en columna (CC) sobre sílice gel flash como fase estacionaria, se usó una columna de vidrio de 5 cm de diámetro y 50 cm de alto aproximadamente, se colocaron 24 cm de sílice gel flash como adsorbente, después se añadió el extracto, se agregó una capa fina de sulfato de sodio (Na2SO4) para absorber el exceso de agua de los disolventes. Extracto hexánico de callo (EHC) Se utilizó un gradiente de elución hexano:acetona (100:0 a 95:5), colectándose 51 fracciones. Se enviaron a RMN las fracciones 2, 8, 36 – 44 y 49. Se analizaron por CCF (Figura 9) los extractos de metanol y acetona de callo, eluyendo en hexano:acetona (1:1). De acuerdo con su homogeneidad e igualdad en CCF fueron reunidos ambos extractos Figura 9. Cromatografía en capa fina del extracto acetónico y metanólico de callo de Bougainvillea glabra var. Variegata. El círculo indica la homogeneidad de los compuestos presentes en los extractos de acetona letra A y metanol letra M. C ro m a to g ra fí a e n c o lu m n a 37 Extracto metanol – acetona de
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