EFECTO DE LA REDUCCIÓN DE NITRÓGENO EN EL METABOLISMO DE COMPUESTOS FENÓLICOS EN BROTES DE Castilleja tenuiflora Benth. CULTIVADOS EN BIORREACTOR DE INMERSIÓN TEMPORAL.

Abstract

Castilleja tenuiflora Benth. (“hierba del cáncer”) es recomendada por la medicina tradicional Mexicana para tratar síntomas asociados con el cáncer, que podrían deberse a que acumula compuestos fenólicos como flavonoides y feniletanoides. El nitrógeno (N) es un elemento fundamental para el crecimiento y desarrollo de las plantas y, su deficiencia provoca el incremento en la concentración de compuestos fenólicos y de la actividad de enzimas claves de su biosíntesis como es la fenilalanina amonio liasa (PAL). En el presente trabajo se evaluó el efecto de la reducción de N sobre el metabolismo de compuestos fenólicos de C. tenuiflora. Los brotes de C. tenuiflora se cultivaron en biorreactores de inmersión temporal con medio de cultivo B5 con 25.74 mM de N total (control) y en medio en el que se redujo la concentración de N al 5% (1.32 mM N), sin afectar la relación nitrato:amonio. Los resultados mostraron que la reducción de N provocó una disminución significativa en la altura y biomasa de los brotes, en la concentración total de clorofila, así como en su capacidad de multiplicación y de formación de raíz. La máxima actividad de la enzima PAL fue 2.5 veces mayor en los brotes cultivados con la reducción de N (1.45 μmol equivalentes de ácido cinámico (EAC)/h/mg proteína) que en el control (0.36 μmol EAC/h/mg proteína). De manera similar, la concentración de compuestos fenólicos totales y de flavonoides fue 1.7 y 1.8 veces mayor a lo obtenido en el control, respectivamente. Además a partir del día 9, bajo reducción de N se acumularon antocianinas en los brotes. Se analizaron los extractos metanólicos de 11 y 21 días por HPLC; en todos los extractos se encontraron los feniletanoides verbascósido e isoverbascósido como compuestos mayoritarios, que se acumularon mayormente en los brotes con reducción de N. La actividad de la enzima peroxidasa (POD) fue mayor en los brotes bajo reducción de N lo que sugiere una condición de estrés. En conclusión, la reducción de N afectó de manera negativa el crecimiento y desarrollo de los brotes de C. tenuiflora. En respuesta al estrés por deficiencia de N, los brotes de C. tenuiflora acumularon mayor concentración de compuestos fenólicos totales y flavonoides. En específico, aumentó la concentración de los feniletanoides verbascósido e isoverbascósido y de las antocianinas. Estos cambios en la concentración de compuestos químicos estuvieron asociados con el incremento en la actividad de la enzima PAL.