Efectos fisiológicos de una combinación de la cubierta externa de la semilla de Ginkgo biloba y extractos de hojas de Platycodon grandiflorus sobre la polilla del diamante y plántulas de cultivos crucíferos
La polilla del diamante (Plutella xylostella), como lepidóptero plaga agrícola frecuente en todo el mundo, se alimenta principalmente de las hojas de plantas crucíferas como la col, la coliflor y el rábano. Su control eficaz tiene un importante valor económico y social. Los biopesticidas derivados de plantas tienen ventajas únicas en el control de plagas agrícolas debido a su baja resistencia, mínimo daño a la cadena alimentaria y falta de acumulación a lo largo de la misma. El Ginkgo Bilobasarcotesta (Gbs) y la Phytolacca Americana Leaf (Pal), como dos recursos vegetales fáciles de obtener y de bajo coste, han demostrado tener una buena actividad letal contra la polilla diamondback a través de sus extractos. La combinación de ambos tiene un importante potencial de desarrollo debido a su eficacia superior en la prevención y el control en comparación con cada agente individual en una proporción específica. Los biopesticidas, especialmente los compuestos, son mezclas de múltiples componentes activos, y su actividad letal suele ser el resultado de la acción sinérgica de varios componentes. Por lo tanto, su mecanismo de acción es más complejo que el de los pesticidas químicos. Entre ellos, varias vías como dañar el tejido de la pared intestinal de las plagas agrícolas, alterar la síntesis de neurotransmisores, causar disfunción o daño nervioso de los receptores de neurotransmisores, interferir con el metabolismo intracelular de sustancias y bloquear la respuesta de desintoxicación del organismo son mecanismos comunes para que los pesticidas biológicos maten eficazmente a las plagas agrícolas. Se ha demostrado que la combinación de la cubierta externa de la semilla de Ginkgo biloba y extractos de Platycodon grandiflorus mata eficazmente a la polilla diamondback, pero su mecanismo de acción aún no está claro. Por otra parte, cuando los biopesticidas de origen vegetal se pulverizan sobre los tallos, hojas y otras partes de las plantas, una parte de ellos puede entrar en el cuerpo de la planta, lo que puede inducir diversos grados de respuestas fisiológicas en la planta y manifestarse en el crecimiento, el desarrollo y los indicadores fisiológicos. Debido a los diferentes ingredientes activos contenidos en los distintos bioplaguicidas derivados de plantas, las respuestas fisiológicas inducidas pueden ser significativamente diferentes o incluso completamente opuestas. Las plantas crucíferas son los principales objetivos de la polilla diamante. Cuando se pulveriza un compuesto de la cubierta externa de la semilla de Ginkgo biloba y extractos de hojas de Platycodon grandiflorus para el control de la polilla de la espalda de diamante, no está claro qué respuesta fisiológica provocará el compuesto en las plantas crucíferas. Basándose en esto, este estudio se centró en la estructura del tejido intestinal de la polilla de la espalda de diamante y en los cambios en la actividad de enzimas características estrechamente relacionadas con la neurotoxicidad, la desintoxicación química y las funciones antioxidantes in vivo bajo la acción de una combinación de la cubierta externa de la semilla de Ginkgo biloba y extractos de hojas de Platycodon grandiflorus. El objetivo era explorar preliminarmente los efectos de la combinación sobre las funciones fisiológicas de la polilla de la espalda de diamante, como la digestión, el sistema nervioso y la desintoxicación. Se tomó como objeto de investigación la planta representativa de la familia Brassicaceae, las plántulas de rábano, y se estudiaron los efectos del tratamiento combinado sobre el crecimiento y la fisiología de las plántulas, proporcionando una base experimental para la aplicación científica de la combinación en la producción agrícola.

El efecto tóxico del compuesto sobre la polilla de la espalda de diamante no letal puede continuar hasta la fase de pupa. Cada vez son más los recursos vegetales locales característicos que han demostrado tener una buena actividad para matar plagas agrícolas y un gran potencial de desarrollo en el campo de los biopesticidas de origen vegetal. Sin embargo, a la hora de evaluar la eficacia de los biopesticidas de origen vegetal, la gente a menudo sólo se centra en la actividad letal a corto plazo. Este estudio encontró que bajo el tratamiento de una combinación de extractos de Gbs y Pal, algunas larvas de la polilla de la espalda del diamante no murieron durante la etapa de aplicación, y continuaron completando el proceso de crecimiento y desarrollo posterior y formando capullos; En comparación con el grupo control, el peso del capullo y la tasa de eclosión del capullo se redujeron significativamente, lo que indica que el efecto tóxico del agente compuesto ingerido en la polilla de la espalda del diamante no se limita a la corta ventana de tiempo de la etapa larval, sino que abarca todas las etapas del ciclo de vida de la polilla de la espalda del diamante, incluso la etapa de pupa. En los últimos años, también se ha demostrado que los extractos de hojas de plantas como Centella asiatica, Eucommia ulmoides y Eucalyptus grandiflorus tienen efectos inhibidores significativos sobre la tasa de pupación y el peso pupal de la polilla de la espalda de diamante. Puede verse que los biopesticidas vegetales pueden afectar a todo el ciclo vital de la polilla de la espalda de diamante y otros insectos herbívoros, desde las larvas hasta los adultos, desempeñando así un cierto papel en el control de plagas agrícolas durante las fases de pupa y adulta, a las que antes no se prestaba mucha atención. Un estudio ha descubierto que la concentración adecuada de extracto de la cubierta externa de la semilla de Ginkgo biloba no sólo no inhibía el rendimiento y la calidad de los capullos de gusanos de seda, sino que también mejoraba estos dos indicadores de producción de los capullos de gusanos de seda. Basándonos en esto, especulamos preliminarmente que el efecto inhibidor del agente compuesto sobre el peso del capullo y la tasa de eclosión de la polilla de la espalda de diamante en este estudio proviene principalmente del extracto de las hojas de Platycodon grandiflorus o del resultado de la interacción entre los dos extractos.
El efecto tóxico de los agentes compuestos sobre las larvas de la polilla de la espalda de diamante es el resultado de múltiples mecanismos sinérgicos de acción. Los biopesticidas derivados de plantas contienen ingredientes activos complejos y diversos, mientras que las formulaciones mixtas basadas en múltiples extractos de plantas son aún más complejas. Una vez que los ingredientes activos del extracto son ingeridos en el organismo de las plagas agrícolas, pueden actuar de forma sinérgica sobre múltiples dianas en lugar de una única diana, afectando así a sus diversas funciones fisiológicas como la digestión, el metabolismo, los nervios y la circulación, dando lugar a efectos equivalentes como el rechazo del alimento, la anestesia y la mortalidad. Este estudio encontró que después del tratamiento con una combinación de extractos de Gbs y Pal, no hubo cambios significativos en la forma, el color y la estructura del tracto intestinal de las larvas de la polilla de la espalda de diamante en comparación con el grupo control, lo que indica que la combinación no tuvo un efecto destructivo significativo en el tracto digestivo de la polilla de la espalda de diamante; Sin embargo, redujo significativamente la actividad de AchE y CarE en el cuerpo del insecto. AchE puede catalizar la hidrólisis de la acetilcolina, afectando a la transmisión de señales nerviosas colinérgicas y regulando el desarrollo y la regeneración del tejido nervioso. CarE puede catalizar la descomposición de ésteres de ácidos carboxílicos grasos, ésteres aromáticos, aminas aromáticas y otros compuestos, ejerciendo una función enzimática desintoxicante y dotando al cuerpo del insecto de resistencia a los insecticidas. La disminución de la actividad AchE y CarE indica que los ingredientes activos tales como saponinas, glicoproteínas, ácidos fenólicos, lactonas contenidas en el compuesto pueden reducir la expresión de los genes enzimáticos antes mencionados en la polilla de la espalda de diamante, o reducir la actividad enzimática mediante la unión con AchE y CarE para afectar a la estructura espacial de las moléculas enzimáticas, lo que lleva a un debilitamiento de la transmisión de la señal nerviosa de la polilla de la espalda de diamante y la función de desintoxicación. Bajo el tratamiento del agente compuesto, las actividades de la peroxidasa y la catalasa en la polilla de la espalda de diamante se redujeron significativamente en comparación con el grupo de control, lo que indica que el agente compuesto también puede interferir con el sistema antioxidante del insecto, causando un grave desequilibrio del sistema antioxidante y una gran acumulación de radicales libres, lo que lleva a anormalidades en la estructura celular y las funciones fisiológicas. Por lo tanto, es posible que los efectos tóxicos de la combinación de extractos de Gbs y Pal sobre las larvas de la polilla de la espalda de diamante no dependan de un único mecanismo, sino que sean el resultado de la acción sinérgica de múltiples mecanismos.
La aplicación de agentes compuestos puede inducir respuestas fisiológicas y el crecimiento y desarrollo de las plantas aplicadas. Los plaguicidas biológicos pulverizados sobre la superficie de los cultivos, especialmente sobre las hojas, no sólo pueden matar plagas agrícolas, sino que también tienen diversos grados de impacto sobre el crecimiento, el desarrollo y la fisiología de los cultivos tratados. Las investigaciones han descubierto que una concentración adecuada de extracto de la cubierta externa de la semilla de Ginkgo biloba puede favorecer el crecimiento de las ramas de morera, así como la germinación y el crecimiento de las plántulas de gramíneas y leguminosas; los extractos de plantas como el Asarum pueden aumentar la resistencia al estrés de las plántulas de berenjena. Este estudio descubrió que la aplicación de agentes compuestos tenía cierto grado de efecto inhibidor sobre la tasa fotosintética neta y el crecimiento de la planta del cultivo representativo de la familia Brassicaceae, el rábano. Indicadores fisiológicos como la actividad SOD, la actividad POD, el contenido de MDA y la conductividad en las hojas de las plántulas fueron significativamente superiores a los del grupo de control. Esto sugiere que la pulverización de agentes compuestos puede inducir una respuesta de estrés en las plántulas de rábano y otras plantas Brassicaceae, y también inhibir la tasa fotosintética de la hoja y el crecimiento y desarrollo de la planta en diversos grados. Aunque el efecto inhibitorio no aumenta linealmente con la concentración, también sugiere que en las aplicaciones prácticas, bajo la premisa de controlar eficazmente la polilla del diamante, la concentración de aplicación de los agentes compuestos debe reducirse tanto como sea posible para evitar sus efectos adversos en el crecimiento y desarrollo de las plántulas de plantas Brassicaceae.