Effect of Ultrafiltration of Pitaya Extract (Stenocereus thurberi) on Its Phytochemical Content, Antioxidant Capacity, and UPLC-DAD-MS Profile

Stenocereus thurberi is an endemic species in northwestern Mexico. It produces colorful fruits called pitayas that have an edible pulp. They have phytochemical compounds associated with biological activities. Ultrafiltration is a widely used method for the clarification of fruit juices and the recovery of phytochemicals. However, its effect has not been extensively studied in extracts. Therefore, the objective of this work is to study the effect of the ultrafiltration of pitaya extract (Stenocereus thurberi) on its phytochemical content, antioxidant capacity, and identification of phenolic compounds by UPLC-DAD-MS, providing greater knowledge about the pitaya. In this study, two extracts were analyzed, the unclarified extract (UE) and the clarified extract (CE). The antioxidant capacity was higher in the CE with 15.93 ± 0.42 mM TE/g, DPPH and 18.37 ± 0.016 mM TE/g, ABTS. The UPLC-MS analysis indicated the decrease in phenolic compounds in the CE and the presence of gallic acid and resorcinol, compounds that had not been identified in other species of Stenocereus spp. The correlation analysis indicated that all the phytochemicals present in the pitaya contribute significantly to the antioxidant capacity. The ultrafiltration process could be a viable option to improve the biological activity of the natural extracts.

Germinación diferencial asociada con viviparidad facultativa en Stenocereus thurberi (Cactaceae): correlaciones climáticas en poblaciones marginales de Sinaloa, México

Antecedentes y Objetivos: La germinación precoz (vivípara) de semillas en frutos de Stenocereus thurberi se ha correlacionado con mayor velocidad de germinación de las semillas remanentes. Esta investigación compara la germinación de cinco poblaciones de Sinaloa, México, para determinar: 1) si existe un patrón asociado con la germinación precoz de las semillas y 2) cuánto contribuye el fenómeno vivíparo a la germinación, dada la variación entre frutos, individuos y poblaciones de esta especie.Métodos: Se revisó el nivel de viviparidad de 194 plantas y se separaron las semillas en cuatro probables fuentes de varianza: poblaciones, categorías reproductivas (VV: vivíparas y NV: no vivíparas), plantas dentro de categorías y frutos dentro de plantas. Las respuestas de germinación final (PGF), tiempo medio (TMG), velocidad (VG) y sincronía de germinación (SG) se evaluaron en bloques al azar con tres repeticiones, en unidades experimentales de 25 semillas. Los datos se analizaron con ANOVA’s jerárquicos bajo un modelo lineal mixto.Resultados clave: Las categorías reproductivas explicaron 5-11% de la varianza y mostraron diferencias significativas a favor de las vivíparas, con PGF de 35 vs 19% y 91 vs 72%, VG de 1.5 vs 0.5 y 7.9 vs 5.4 semillas/día, y SG de 0.3 vs 0.1, 0.7 vs 0.5 y 0.8 vs 0.6. Las poblaciones de Buenavista y Tosalibampo tuvieron mayor porcentaje, velocidad y sincronía de germinación (prueba t de Student, P<0.05) que las otras poblaciones.Conclusiones: Existe un patrón de germinación asociado con viviparidad en S. thurberi. La varianza asociada con esta condición depende del ambiente de maduración y germinación de las semillas. Los fenotipos vivíparos germinaron con mayor vigor que los no vivíparos, mostrando potencial para apoyar la incorporación de individuos y el crecimiento de la población en condiciones de estrés hídrico y salino.

Diversidad y distribución de Ganoderma (Polyporales: Ganodermataceae) en Sonora, México

<p>Se estudiaron siete especies de <em>Ganoderma</em>: <em>G. applanatum</em>, <em>G. curtisii</em>, <em>G. lobatum</em>, <em>G. oerstedii</em>, <em>G. sessile</em>, <em>G. sessiliforme</em> y <em>G. weberianum</em>. De ellas, <em>G. lobatum</em> y <em>G. oerstedii</em> son nuevos registros para Sonora, mientras que <em>G. sessile</em> y <em>G. weberianum</em> para México. El género tiene una amplia distribución en Sonora, en donde se encuentra en bosque de encino, encino-pino, pino-encino, encino abierto e incluso en zonas xerófilas con mezquital. <em>Ganoderma oerstedii</em> se encontró en la base de <em>Stenocereus thurberi</em>, que lo hace el primer registro sobre una cactácea.</p>

Almacenamiento de semillas y germinación de Stenocereus thurberi, una cactácea con viviparidad facultativa

<p>La estrategia de germinación es fundamental para asegurar la supervivencia de las poblaciones naturales, mientras <br />que el almacenamiento y la viabilidad de las semillas son importantes en programas de repoblación y cultivo. Ambos aspectos están poco estudiados en cactáceas arborescentes vivíparas del Desierto Sonorense. Esta investigación evaluó la germinación de <em>Stenocereus thurberi</em> en plantas no vivíparas y vivíparas; también se estudió el efecto del almacenamiento en semillas remanentes de frutos que presentaron viviparidad, comparada con el comportamiento de la semilla de progenitores no vivíparos. La respuesta en tiempo de inicio (T_i) y tiempo medio de germinación (T₅₀), así como el potencial germinativo (PG) de las semillas, fueron analizados bajo un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones, en cajas bomboneras (bloques) con unidades experimentales de 50 semillas. Los resultados confirmaron mayor velocidad de germinación y alta tolerancia al almacenamiento en las semillas de frutos caracterizados por viviparidad, a la vez que mostraron variación y reducción del porcentaje de germinación con respecto a las semillas de plantas no vivíparas. La germinación precoz combinada con la alta tolerancia del embrión a la desecación son condiciones extraordinarias y muy raras en el reino vegetal, que favorecen el establecimiento de las plantas al permitir que las plántulas ganen vigor desde antes de que ocurra la dispersión.</p>

Characterization of Volatiles of Necrotic Stenocereus thurberi and Opuntia littoralis and Toxicity and Olfactory Preference of Drosophila melanogster, D. mojavensis wrigleyi, and D. mojavensis sonorensis to Necrotic Cactus Volatiles

Drosophila mojavensis wrigleyi and D. mojavensis sonorensis are geographically separated races of cactophilic fruit flies. D. mojavensis sonorensis inhabits the Sonoran Desert and utilizes necrotic rots of Stenocereus thurberi Engelm. as a food source and to oviposit while D. mojavensis wrigleyi inhabits Santa Catalina Island, California and utilizes the necrotic rots of Opuntia littoralis (Engelm.) Cockerell. The objectives of this study were to determine the volatile compositions of the necrotic cacti and to determine if the volatile components show either selective toxicity or attraction toward the fruit flies. The volatile chemical compositions of field-rot specimens of both necrotic cacti were obtained by dynamic headspace (purge-and-trap) and hydrodistillation techniques and analyzed by gas chromatography – mass spectrometry. The volatile fraction of necrotic S. thurberi early rot was dominated by carboxylic acids (84.8%) and the late rot by p-cresol (32.6% in the dynamic headspace sample and 55.9% in the hydrodistilled sample). O. littoralis volatiles were dominated by carboxylic acids (86% in the dynamic headspace sample and 89.1% in the hydrodistilled sample). Fifteen compounds that were identified in the necrotic rot volatiles were used to test insecticidal activity and olfactory preference on the cactophilic Drosophila species, as well as D. melanogaster. Differences in toxicity and olfactory preference were observed between the different taxa. Both races of D. mojavensis exhibited toxicity to benzaldehyde and 2-nonanone, while butanoic acid and palmitic acid were tolerated at high concentrations. D. m. wrigleyi demonstrated a greater olfactory preference for anisole, butanoic acid, 2-heptanone, and palmitic acid than did D. m. sonorensis, while D. m. sonorensis demonstrated a greater preference for hexadecane, octanoic acid, and oleic acid than did D. m. wrigleyi.

Accumulation of Silicon in Cacti Native to the United States: Characterization of Silica Bodies and Cyclic Oligosiloxanes in Stenocereus thurberi, Opuntia littoralis, Opuntia ficus-indica, and Opuntia stricta

Four different cactus species growing in the United States, Stenocereus thurberi growing in Organ Pipe Cactus National Monument, Arizona, Opuntia littoralis and Opuntia ficus-indica, growing on Santa Catalina Island, California, and Opuntia stricta, growing in northern Alabama, were examined for the presence of silica bodies (opaline phytoliths). Silica bodies were found in all four of these cactus species, parallelepiped-shaped crystals in S. thurberi, and starburst-shaped crystalline structures in the three Opuntia species. In addition, the essential oils of the four cactus species were obtained by hydrodistillation and analyzed by gas chromatography – mass spectrometry. To our surprise, S. thurberi, O. littoralis, and O. ficus-indica (but not O. stricta) essential oils contained cyclic oligosiloxanes. To our knowledge, cyclic oligosiloxanes have not been previously found as essential oil components.